Inhibiteur des enzymes hépatiques microsomales érythromycine. Interaction des médicaments au stade de la formation des métabolites

Les enzymes sont des protéines spécifiques qui participent aux réactions biochimiques et peuvent accélérer ou ralentir leur évolution. Le foie produit un grand nombre de ces composés en raison de son rôle important dans le métabolisme des graisses, des protéines et des glucides. Leur activité est déterminée par les résultats d'un test sanguin biochimique. De telles études sont importantes pour évaluer l'état du foie et pour diagnostiquer de nombreuses maladies.

Ce que c'est?

Les enzymes hépatiques sont un groupe de protéines biologiquement actives qui peuvent être produites exclusivement par les cellules de cet organe. On les trouve sur la membrane interne ou externe, à l’intérieur des cellules ou dans le sang. Selon le rôle des enzymes, elles sont divisées en plusieurs catégories :

• hydrolases – accélèrent la décomposition des composés complexes en molécules ;
• synthétases - participent aux réactions de synthèse de composés biologiques complexes à partir de substances simples ;
• transférases – participent au transport des molécules à travers les membranes ;
• les oxyréductases – sont la condition principale du déroulement normal des réactions redox au niveau cellulaire ;
• isomérases - nécessaires aux processus de modification de la configuration de molécules simples ;
• lyases – forment des liaisons chimiques supplémentaires entre les molécules.

IMPORTANT! L'activité des enzymes est également influencée par la présence d'autres composés (cofacteurs). Il s'agit notamment des protéines, des vitamines et des substances analogues aux vitamines.

Groupes d'enzymes hépatiques

Leur fonction dans les processus métaboliques cellulaires dépend de la localisation des enzymes hépatiques. Ainsi, les mitochondries participent aux échanges énergétiques, le réticulum endoplasmique granulaire synthétise les protéines, le réticulum endoplasmique lisse synthétise les graisses et les glucides et les protéines hydrolases sont localisées sur les lysosomes. Toutes les enzymes produites par le foie se trouvent dans le sang.

Selon les fonctions remplies par les enzymes et leur emplacement dans le corps, elles sont divisées en 3 grands groupes :

• sécrétoires - après sécrétion par les cellules hépatiques, ils pénètrent dans le sang et y sont en concentration maximale (facteurs de coagulation sanguine, cholinestérase) ;
• indicateur - normalement contenus à l'intérieur des cellules et libérés dans le sang uniquement lorsqu'elles sont endommagées, ils peuvent donc servir d'indicateurs du degré de lésions hépatiques dans les maladies du foie (ALT, AST et autres) ;
• excréteur - excrété par le foie avec la bile, et une augmentation de leur taux dans le sang indique une violation de ces processus.

Chaque enzyme est importante pour diagnostiquer l’état du foie. Leur activité est déterminée lorsque des pathologies hépatiques sous-jacentes sont suspectées et pour évaluer le degré d'endommagement des tissus hépatiques. Un diagnostic des enzymes digestives, des enzymes gastro-intestinales, des enzymes pancréatiques et des voies biliaires peut également être nécessaire pour obtenir un tableau plus complet.

Pour déterminer les enzymes hépatiques, du sang veineux prélevé le matin à jeun est nécessaire.

Enzymes déterminées pour le diagnostic des maladies du foie

La biochimie sanguine est une étape importante dans le diagnostic des maladies du foie. Tous les processus pathologiques dans cet organe peuvent survenir avec des phénomènes de cholestase ou de cytolyse. Le premier processus est une violation de l'écoulement de la bile sécrétée par les hépatocytes. Dans d’autres troubles, les éléments cellulaires sains sont détruits et leur contenu est libéré dans le sang. Par la présence et la quantité d'enzymes hépatiques dans le sang, le stade de la maladie et la nature des changements pathologiques dans les organes du tractus hépatobiliaire peuvent être déterminés.

Indicateurs de cholestase

Le syndrome de cholestase (difficulté de sécrétion biliaire) accompagne les maladies inflammatoires du foie, l'altération de la sécrétion biliaire et les pathologies des voies biliaires. Ces phénomènes provoquent les changements suivants dans l'analyse biochimique :

• les enzymes excrétrices sont augmentées;
• Les composants biliaires sont également augmentés, notamment la bilirubine, les acides biliaires, le cholestérol et les phospholipides.

L'écoulement de la bile peut être perturbé par une pression mécanique sur les voies biliaires (tissus enflammés, néoplasmes, calculs), un rétrécissement de leur lumière et d'autres phénomènes. Un ensemble de changements caractéristiques dans les paramètres sanguins devient la base d'une étude plus détaillée de l'état de la vésicule biliaire et des voies biliaires.

Indicateurs de cytolyse

La cytolyse (destruction des hépatocytes) peut survenir lors d'hépatites infectieuses et non infectieuses ou lors d'une intoxication. Dans ce cas, le contenu des cellules est libéré et des enzymes indicatrices apparaissent dans le sang. Il s'agit notamment de l'ALT (alanine aminotransférase), de l'AST (aspartate aminotransférase), de la LDH (lactate déshydrogénase) et de l'aldolase. Plus les niveaux de ces composés dans le sang sont élevés, plus l’étendue des dommages au parenchyme de l’organe est importante.

Détermination de la phosphatase alcaline

La phosphatase alcaline, présente dans le sang, ne peut pas être uniquement d'origine hépatique. Une petite quantité de cette enzyme est produite par la moelle osseuse. On peut parler de maladies du foie s'il y a une augmentation simultanée du taux de phosphatase alcaline et de gamma-GGT. De plus, une augmentation des taux de bilirubine peut être détectée, ce qui indique des pathologies de la vésicule biliaire.

Gamma-glutamyl transpeptidase dans le sang

La GGT augmente généralement avec la phosphatase alcaline. Ces indicateurs indiquent le développement d'une cholestase et d'éventuelles maladies du système biliaire. Si cette enzyme est élevée de manière isolée, il existe un risque de lésions mineures des tissus hépatiques dans les premiers stades de l'alcoolisme ou d'un autre empoisonnement. Avec des pathologies plus graves, on observe une augmentation simultanée des enzymes hépatiques.

Le diagnostic final ne peut être posé que sur la base d'un examen complet comprenant une échographie.

Transaminases hépatiques (ALT, AST)

L'ALT (alanine aminotransférase) est l'enzyme hépatique la plus spécifique. On le retrouve dans le cytoplasme d'autres organes (reins, cœur), mais c'est dans le parenchyme hépatique qu'il est présent en plus grande concentration. Son augmentation dans le sang peut indiquer diverses maladies :

• hépatite, intoxication avec lésions hépatiques, cirrhose ;
• infarctus du myocarde;
• maladies chroniques du système cardiovasculaire, qui se manifestent par une nécrose de zones de tissus fonctionnels ;
• blessures, dommages ou contusions aux muscles ;
• pancréatite sévère - inflammation du pancréas.

L'AST (aspartate déshydrogénase) ne se trouve pas uniquement dans le foie. On le trouve également dans les mitochondries du cœur, des reins et des muscles squelettiques. Une augmentation de cette enzyme dans le sang indique la destruction d'éléments cellulaires et le développement d'une des pathologies :

• infarctus du myocarde (l'une des causes les plus fréquentes) ;
• maladies du foie sous forme aiguë ou chronique;
• insuffisance cardiaque;
• blessures, inflammation du pancréas.

IMPORTANT! Dans les analyses de sang et la détermination des transférases, le rapport entre elles (coefficient de Ritis) est important. Si l'AST/ALS dépasse 2, on peut parler de pathologies graves avec destruction importante du parenchyme hépatique.

Lactate déshydrogénase

La LDH est une enzyme cytolytique. Ce n’est pas spécifique, c’est-à-dire qu’on ne le trouve pas seulement dans le foie. Cependant, sa détermination est importante dans le diagnostic du syndrome ictérique. Chez les patients atteints de la maladie de Gilbert (une maladie génétique qui s'accompagne d'une altération de la liaison de la bilirubine), elle se situe dans les limites normales. Avec d'autres types d'ictère, sa concentration augmente.

Comment l'activité des substances est-elle déterminée ?

Un test sanguin biochimique pour les enzymes hépatiques est l'une des principales mesures de diagnostic. Cela nécessitera du sang veineux prélevé à jeun le matin. La veille de l'étude, il est nécessaire d'exclure tous les facteurs pouvant affecter la fonction hépatique, y compris la consommation de boissons alcoolisées, d'aliments gras et épicés. Un ensemble standard d'enzymes est déterminé dans le sang :

• ALT, AST ;
• bilirubine totale et ses fractions (libres et liées).

L’activité des enzymes hépatiques peut également être affectée par certains groupes de médicaments. Ils peuvent également changer normalement pendant la grossesse. Avant l'analyse, vous devez informer votre médecin de la prise de médicaments et de vos antécédents de maladies chroniques de tous organes.

Normes pour les patients d'âges différents

Pour traiter les maladies du foie, un diagnostic complet doit être réalisé, qui comprend un test sanguin biochimique. L'activité enzymatique est étudiée en combinaison, puisque différents indicateurs peuvent indiquer différents troubles. Le tableau montre les valeurs normales et leurs fluctuations.

Composé	Indicateurs normaux
Protéines totales	65-85g/l
Cholestérol	3,5-5,5 mmol/l
Bilirubine totale	8,5-20,5 µmol/l
Bilirubine directe	2,2-5,1 µmol/l
Bilirubine indirecte	Pas plus de 17,1 µmol/l
ALT	Pour les hommes – pas plus de 45 unités/l ; Pour les femmes - pas plus de 34 unités/l
AST	Pour les hommes – pas plus de 37 unités/l ; Pour les femmes - pas plus de 30 unités/l
Coefficient de Ritis	0,9-1,7
Phosphatase alcaline	Pas plus de 260 unités/l
GGT	Pour les hommes - de 10 à 70 unités/l ; Pour les femmes - de 6 à 42 unités/l

L'enzyme ALS a la valeur diagnostique la plus importante en cas de suspicion d'hépatite, de dégénérescence graisseuse ou de cirrhose du foie. Ses valeurs évoluent normalement avec le temps. Ce composé est mesuré en unités par litre. Les indicateurs normaux à différents âges seront :

• chez les nouveau-nés – jusqu'à 49 ans ;
• chez les enfants de moins de 6 mois – 56 ans ou plus ;
• jusqu'à un an - pas plus de 54 ans ;
• de 1 à 3 ans – jusqu'à 33 ans ;
• de 3 à 6 ans – 29 ;
• chez les enfants plus âgés et les adolescents – jusqu’à 39 ans.

Les médicaments s'accumulent dans le parenchyme hépatique et peuvent provoquer une augmentation de l'activité des enzymes hépatiques.

IMPORTANT! Un test sanguin biochimique est une étude importante, mais pas la seule, qui détermine l'état du foie. Une échographie et des examens complémentaires sont également réalisés si nécessaire.

Caractéristiques de la détermination pendant la grossesse

Au cours d'une grossesse normale, presque tous les indicateurs enzymatiques restent dans les limites normales. Aux stades ultérieurs, une légère augmentation du taux de phosphatase alcaline dans le sang est possible - le phénomène est associé à la formation de ce composé par le placenta. Des enzymes hépatiques élevées peuvent être observées lors de la gestose (toxicose) ou indiquer une exacerbation de maladies chroniques.

Modifications de l'activité enzymatique dans la cirrhose

La cirrhose est l'affection la plus dangereuse dans laquelle le parenchyme hépatique sain est remplacé par des cicatrices du tissu conjonctif. Cette pathologie ne peut pas être traitée, car la restauration de l'organe n'est possible que grâce à des hépatocytes normaux. Dans le sang, il y a une augmentation de toutes les enzymes spécifiques et non spécifiques, une augmentation de la concentration de bilirubine liée et non liée. Au contraire, les niveaux de protéines diminuent.

Un groupe spécial est celui des enzymes microsomales

Les enzymes microsomales hépatiques constituent un groupe spécial de protéines produites par le réticulum endoplasmique. Ils participent aux réactions des xénobiotiques neutralisants (substances étrangères à l’organisme et pouvant provoquer des symptômes d’intoxication). Ces processus se déroulent en deux étapes. Grâce au premier d’entre eux, des xénobiotiques hydrosolubles (de faible poids moléculaire) sont excrétés dans l’urine. Les substances insolubles subissent une série de transformations chimiques avec la participation d'enzymes hépatiques microsomales, puis sont éliminées dans la bile dans l'intestin grêle.

Le principal élément produit par le réticulum endoplasmique des cellules hépatiques est le cytochrome P450. Pour traiter certaines maladies, des médicaments inhibiteurs ou inducteurs d'enzymes microsomales sont utilisés. Ils influencent l'activité de ces protéines :

• inhibiteurs – accélèrent l'action des enzymes, grâce à quoi les substances actives des médicaments sont éliminées plus rapidement de l'organisme (rifampicine, carbamazépine) ;
• inducteurs - réduisent l'activité enzymatique (fluconazole, érythromycine et autres).

IMPORTANT! Les processus d'induction ou d'inhibition des enzymes microsomales sont pris en compte lors de la sélection d'un schéma thérapeutique pour toute maladie. L'utilisation simultanée de médicaments de ces deux groupes est contre-indiquée.

Les enzymes hépatiques sont un indicateur diagnostique important pour déterminer les maladies du foie. Cependant, pour une étude approfondie, il est également nécessaire d'effectuer des tests supplémentaires, notamment une échographie. Le diagnostic final est posé sur la base d'analyses cliniques et biochimiques du sang, de l'urine et des selles, d'une échographie des organes abdominaux et, si nécessaire, d'une radiographie, d'une tomodensitométrie, d'une IRM ou d'autres données.

Le foie est la plus grosse glande du tube digestif. Il remplit la fonction de laboratoire biochimique dans l’organisme et joue un rôle important dans le métabolisme des protéines, des glucides et des lipides (voir ci-dessous). Le foie synthétise les protéines plasmatiques les plus importantes : albumine, fibrinogène, prothrombine, céruloplasmine, transferrine, angiotensinogène, etc. Grâce à ces protéines, la participation du foie à des processus aussi importants que le maintien de la pression oncotique, la régulation de la pression artérielle et du volume sanguin circulant , coagulation sanguine, métabolisme du fer, etc.

La fonction la plus importante du foie est la détoxification (ou barrière). C’est essentiel pour préserver la vie du corps. Dans le foie, des substances telles que la bilirubine et les produits du catabolisme des acides aminés dans l'intestin sont neutralisées, et les médicaments et substances toxiques d'origine exogène sont également inactivés. Le NH 3 est un produit du métabolisme de l'azote qui, à la suite de réactions enzymatiques. , est converti en urée non toxique, en hormones et en amines biogènes .

Les substances qui pénètrent dans l’organisme à partir de l’environnement et ne sont pas utilisées par celui-ci pour construire des tissus corporels ou comme sources d’énergie sont appelées substances étrangères ou xénobiotiques. Ces substances peuvent pénétrer dans l’organisme par les aliments, par la peau ou par l’air inhalé.

Les substances étrangères, ou xénobiotiques, sont divisées en 2 groupes :

Produits de l'activité économique humaine (industrie, agriculture, transports) ;

Produits chimiques ménagers - détergents, insectifuges, parfums.

Les xénobiotiques hydrophiles sont excrétés du corps sous forme inchangée dans l'urine ; les xénobiotiques hydrophobes peuvent être retenus dans les tissus, se liant aux protéines ou formant des complexes.

avec les lipides des membranes cellulaires. Au fil du temps, l’accumulation de substances étrangères dans les cellules des tissus entraînera une perturbation de leurs fonctions. Pour éliminer ces substances inutiles pour l'organisme, des mécanismes de détoxification (neutralisation) et d'élimination du corps ont été développés au cours du processus d'évolution.

I. MÉCANISMES D'ÉLIMINATION DES XÉNOBIOTIQUES

La neutralisation de la plupart des xénobiotiques se fait par modification chimique et se déroule en 2 phases (Fig. 12-1). À la suite de cette série de réactions, les xénobiotiques deviennent plus hydrophiles et sont excrétés dans l'urine. Les substances plus hydrophobes ou ayant un poids moléculaire élevé (> 300 kDa) sont plus souvent excrétées dans les intestins avec la bile, puis excrétées dans les selles.

Le système de neutralisation comprend de nombreuses enzymes différentes, sous l’influence desquelles presque tous les xénobiotiques peuvent être modifiés.

Les enzymes microsomales catalysent les réactions de C-hydroxylation, N-hydroxylation, O-, N-, S-désalkylation, désamination oxydative, sulfoxydation et époxydation (Tableau 12-1).

Le système d'oxydation microsomique (oxydation de la monooxygénase) est localisé dans les membranes ER de presque tous les tissus. Dans une expérience, lorsque le RE est isolé des cellules, la membrane se brise en parties, dont chacune forme une vésicule fermée - un microsome, d'où le nom - oxydation microsomale. Ce système assure la première phase de neutralisation de la plupart des substances hydrophobes. Les enzymes des reins, des poumons, de la peau et du tractus gastro-intestinal peuvent participer au métabolisme des xénobiotiques, mais elles sont plus actives dans le foie. Le groupe des enzymes microsomales comprend des oxydases spécifiques, diverses hydrolases et enzymes de conjugaison.

Riz. 12-1. Métabolisme et élimination des xénobiotiques de l'organisme. RH - xénobiotique ; K - groupe utilisé pour la conjugaison (glutathion, glucuronyle, etc.) ; M - poids moléculaire. Parmi les nombreuses réactions dépendantes du cytochrome P 450, une seule est représentée sur la figure : le schéma d'hydroxylation xénobiotique. Au cours de la première phase, un groupe polaire OH - est introduit dans la structure de la substance RH. Ensuite, la réaction de conjugaison se produit ; Le conjugué, selon la solubilité et le poids moléculaire, est éliminé soit par les reins, soit dans les selles.

Fonctions hépatiques de base

Le métabolisme des glucides

Gluconéogenèse

Synthèse et dégradation du glycogène

Métabolisme des lipides et de leurs dérivés

Synthèse d'acides gras et de graisses à partir de glucides Synthèse et excrétion du cholestérol Formation de lipoprotéines Cétogenèse

Synthèse des acides biliaires 25-hydroxylation de la vitamine D 3

Métabolisme des protéines

Synthèse des protéines du plasma sanguin (y compris certains facteurs de coagulation sanguine) Synthèse de l'urée (neutralisation de l'ammoniac)

Échange d'hormones Métabolisme et libération des hormones stéroïdes Métabolisme des hormones polypeptidiques

Métabolisme et excrétion de bilirubine Dépôt

glycogène vitamine A vitamine B 12 fer

Médicaments et substances étrangères

Métabolisme et excrétion

Tableau 12-1. Modifications possibles des xénobiotiques dans la première phase de neutralisation

La deuxième phase est constituée de réactions de conjugaison, à la suite desquelles une substance étrangère, modifiée par les systèmes enzymatiques ER, se lie à des substrats endogènes - acide glucuronique, acide sulfurique, glycine, glutathion. Le conjugué résultant est éliminé du corps.

A. OXYDATION MICROSOMIQUE

Les oxydases microsomales sont des enzymes localisées dans les membranes du RE lisse, fonctionnant en combinaison avec deux CPE extramitochondriaux. Les enzymes qui catalysent la réduction d'un atome de la molécule d'O2 avec formation d'eau et inclusion d'un autre atome d'oxygène dans la substance oxydée sont appelées oxydases microsomales à fonction mixte ou monooxygénases microsomales. L'oxydation impliquant les monooxygénases est généralement étudiée à l'aide de préparations microsomales.

1. Principales enzymes des chaînes de transport d’électrons microsomales

Le système microsomal ne contient pas de composants protéiques solubles dans le cytosol, toutes les enzymes sont des protéines membranaires dont les centres actifs sont localisés sur la surface cytoplasmique du RE. Le système comprend plusieurs protéines qui composent la chaîne de transport d'électrons (ETC). Il existe deux chaînes de ce type dans le RE, la première est constituée de deux enzymes - NADPH-P 450 réductase et cytochrome P 450, la seconde comprend l'enzyme NADH-cytochrome-b 5 réductase, le cytochrome b 5 et une autre enzyme - stéaroyl-CoA désaturase .

Chaîne de transport d'électrons - NADPH-P 450 réductase - cytochrome P 450. Dans la plupart des cas, le donneur d'électrons (ē) de cette chaîne est le NADPH, qui est oxydé par la NADPH-P 450 réductase. L'enzyme contient deux coenzymes en tant que groupe prothétique - la flavinade nindinucléotide (FAD) et la flavine mononucléotide (FMN). Les protons et les électrons du NADPH sont transférés séquentiellement aux coenzymes NADPH-P 450 réductase. Le FMN réduit (FMNH 2) est oxydé par le cytochrome P 450 (voir schéma ci-dessous).

Le cytochrome P 450 est une hémoprotéine, contient le groupe prothétique hème et possède des sites de liaison pour l'oxygène et le substrat (xénobiotique). Le nom cytochrome P 450 indique que le maximum d'absorption du complexe du cytochrome P 450 se situe aux alentours de 450 nm.

Le substrat oxydable (donneur d'électrons) de la NADH-cytochrome b 5 réductase est le NADH (voir schéma ci-dessous). Les protons et les électrons du NADH sont transférés à la coenzyme réductase FAD, le prochain accepteur d'électrons est Fe 3+ du cytochrome b 5. Le cytochrome b 5 peut dans certains cas être un donneur d'électrons (ē) pour le cytochrome P 450 ou pour la stéaroyl-CoA désaturase, qui catalyse la formation de doubles liaisons dans les acides gras, transférant des électrons à l'oxygène pour former de l'eau (Fig. 12-2). .

La NADH-cytochrome b 5 réductase est une protéine à deux domaines. Le domaine cytosolique globulaire lie un groupe prothétique, le coenzyme FAD, et une seule « queue » hydrophobe ancre la protéine dans la membrane.

Le cytochrome b 5 est une protéine contenant un hème qui possède un domaine localisé à la surface de la membrane du RE et un court « lien »

Riz. 12-2. Chaînes de transport d'électrons de ER. RH - substrat du cytochrome P 450 ; les flèches indiquent les réactions de transfert d'électrons. Dans un système, le NADPH est oxydé par la NADPH cytochrome P 450 réductase, qui transfère ensuite des électrons à toute la famille du cytochrome P 450. Le deuxième système implique l'oxydation du NADH par la cytochrome b 5 réductase, les électrons sont transférés au cytochrome b 5 ; la forme réduite du cytochrome b 5 est oxydée par la stéaroyl-CoA désaturase, qui transfère des électrons à O 2 .

un domaine hélicoïdal situé dans la bicouche lipidique.

La NADH-cytochrome b 5 réductase et le cytochrome b 5, étant des protéines « ancrées », ne sont pas strictement fixées à certaines zones de la membrane du RE et peuvent donc changer de localisation.

2. Fonctionnement du cytochrome P 450

On sait que l'oxygène moléculaire à l'état triplet est inerte et n'est pas capable d'interagir avec les composés organiques. Pour rendre l'oxygène réactif, il est nécessaire de le convertir en oxygène singulet en utilisant des systèmes enzymatiques pour sa réduction. Ceux-ci incluent le système monooxygénase contenant le cytochrome P 450. La liaison de la substance lipophile RH et d'une molécule d'oxygène dans le centre actif du cytochrome P 450 augmente l'activité oxydante de l'enzyme. Un atome d'oxygène prend 2 ē et passe sous la forme O 2-. Le donneur d'électrons est le NADPH, qui est oxydé par la NADPH-cytochrome P 450 réductase. O 2- interagit avec les protons : O 2- + 2H + → H 2 O, et de l'eau se forme. Le deuxième atome de la molécule d'oxygène est inclus dans le substrat RH, formant le groupe hydroxyle de la substance R-OH (Fig. 12-3).

L'équation globale de la réaction d'hydroxylation de la substance RH par les enzymes d'oxydation microsomale :

RH + O 2 + NADPH + H + → ROH + H 2 O + NADP +.

Les substrats du P 450 peuvent être de nombreuses substances hydrophobes d'origine à la fois exogène (médicaments, xénobiotiques) et endogène (stéroïdes, acides gras, etc.).

Ainsi, à la suite de la première phase de neutralisation avec la participation du cytochrome P 450, les substances se modifient avec la formation de groupes fonctionnels qui augmentent la solubilité du composé hydrophobe. À la suite d’une modification, une molécule peut perdre son activité biologique ou même former un composé plus actif que la substance à partir de laquelle elle a été formée.

3. Propriétés du système d'oxydation microsomique

Les propriétés les plus importantes des enzymes d'oxydation microsomales sont : une large spécificité du substrat, qui permet la neutralisation de substances d'une grande variété de structures, et la régulation de l'activité par un mécanisme d'induction.

Large spécificité du substrat. Isoformes P 450

À ce jour, environ 150 gènes du cytochrome P 450 ont été décrits, codant pour diverses isoformes de l'enzyme. Chacune des isoformes P 450

Riz. 12-3. Transport d'électrons lors de l'oxydation de la monooxygénase avec la participation du P 450. La liaison (1) au centre actif de la substance RH du cytochrome P 450 active la réduction du fer en hème - le premier électron (2) est ajouté. Un changement dans la valence du fer augmente l'affinité du complexe P 450 -Fe 2+ -RH pour la molécule d'oxygène (3). L'apparition d'une molécule O 2 dans le centre de liaison du cytochrome P 450 accélère l'ajout d'un deuxième électron et la formation du complexe P 450 -Fe 2 + O 2 --RH (4). A l'étape suivante (5), Fe 2+ est oxydé, le deuxième électron est ajouté à la molécule d'oxygène P 450 -Fe 3+ O 2 2-. L'atome d'oxygène réduit (O 2-) lie 2 protons et 1 molécule d'eau est formée. Le deuxième atome d'oxygène va à la construction du groupe OH (6). La substance modifiée R-OH est séparée de l'enzyme (7).

a de nombreux substrats. Ces substrats peuvent être aussi bien des substances lipophiles endogènes, dont la modification fait partie du métabolisme normal de ces composés, que des xénobiotiques hydrophobes, notamment des médicaments. Certaines isoformes du cytochrome P 450 sont impliquées dans le métabolisme de composés de faible poids moléculaire tels que l'éthanol et l'acétone.

Régulation de l'activité du système d'oxydation microsomique

La régulation de l'activité du système microsomal s'effectue au niveau de la transcription ou des modifications post-transcriptionnelles. L'induction de la synthèse permet d'augmenter le nombre d'enzymes en réponse à l'apport ou à la formation de substances dans l'organisme, dont l'élimination est impossible sans la participation du système d'oxydation microsomique.

Actuellement, plus de 250 composés chimiques provoquant l’induction d’enzymes microsomales ont été décrits. Ces inducteurs comprennent les barbituriques, les polycycliques

hydrocarbures aromatiques, alcools, cétones et certains stéroïdes. Malgré la diversité de leur structure chimique, tous les inducteurs présentent un certain nombre de caractéristiques communes ; ils sont classés comme composés lipophiles et servent de substrats au cytochrome P 450.

B. CONJUGAISON - DEUXIÈME PHASE DE SUBSTANCE DISHARM

La deuxième phase de neutralisation des substances est constituée de réactions de conjugaison, au cours desquelles d'autres molécules ou groupes d'origine endogène sont ajoutés aux groupes fonctionnels formés dans la première étape, augmentant le caractère hydrophile et réduisant la toxicité des xénobiotiques (tableau 12-2).

1. Participation des transférases aux réactions de conjugaison

Toutes les enzymes fonctionnant dans la deuxième phase de neutralisation xénobiotique appartiennent à la classe des transférases. Ils se caractérisent par une large spécificité de substrat.

Tableau 12-2. Principales enzymes et métabolites impliqués dans la conjugaison

UDP-glucuronyltransférase

Les uridine diphosphates (UDP)-glucuronyltransférases, situées principalement dans le RE, ajoutent un résidu d'acide glucuronique à une molécule d'une substance formée lors de l'oxydation microsomale (Fig. 12-4).

De manière générale, la réaction impliquant l'UDP-glu-curonyltransférase s'écrit comme suit :

RОH + UDP-C 6 H 9 O 6 = RO-C 6 H 9 O 6 + UDP. Sulfotransférases

Les sulfotransférases cytoplasmiques catalysent la réaction de conjugaison, au cours de laquelle le résidu acide sulfurique (-SO 3 H) du 3"-phosphoadénosine-5"-phosphosulfate (FAPS) est ajouté aux phénols, alcools ou acides aminés (Fig. 12-5).

La réaction impliquant la sulfotransférase s’écrit généralement comme suit :

RОH + FAF-SO 3 H = RO-SO 3 H + FAF.

Riz. 12-4. Acide uridine diphosphoglucuronique (UDP-C 6 H 9 O 6).

Les enzymes sulfotransférase et UDP-glucuronyltransférase sont impliquées dans la neutralisation des xénobiotiques, l'inactivation des médicaments et des composés biologiquement actifs endogènes.

Glutathion transférases

Les glutathion transférases (GT) occupent une place particulière parmi les enzymes impliquées dans la neutralisation des xénobiotiques et l'inactivation des métabolites et médicaments normaux. Les glutathion transférases fonctionnent dans tous les tissus et jouent un rôle important dans l'inactivation de leurs propres métabolites : certaines hormones stéroïdes, prostaglandines, bilirubine, acides biliaires, produits de peroxydation lipidique.

De nombreuses isoformes GT avec différentes spécificités de substrat sont connues. Dans les cellules, les GT sont principalement localisés dans le cytosol, mais il existe des variantes enzymatiques dans le noyau et les mitochondries. Le GSH a besoin de glutathion (GSH) pour fonctionner (Figure 12-6).

Le glutathion est un tripeptide Glu-Cys-Gly (le résidu acide glutamique est attaché à la cystéine par le groupe carboxyle du radical).

Riz. 12-5. 3"-phosphoadénosine-5"-phosphosulfate (PAF-SO 3 H).

Riz. 12-6. Glutathion (GSH).

Les GT ont une large spécificité pour les substrats, dont le nombre total dépasse 3 000. Les GT se lient à de nombreuses substances hydrophobes et les inactivent, mais seules celles qui possèdent un groupe polaire subissent une modification chimique avec la participation du glutathion. Autrement dit, les substrats sont des substances qui, d'une part, ont un centre électrophile (par exemple, un groupe OH) et, d'autre part, des zones hydrophobes. Neutralisation, c'est-à-dire la modification chimique des xénobiotiques avec la participation de GT peut être réalisée de trois manières différentes :

Par conjugaison du substrat R avec le glutathion (GSH) :

R+GSH→GSRH

À la suite d'une substitution nucléophile :

RX+GSH→GSR + HX,

Réduction des peroxydes organiques en alcools :

R-HC-O-OH + 2 GSH→R-HC-O-OH + GSSG + H 2 O.

Dans la réaction : UN - groupe hydroperoxyde, GSSG - glutathion oxydé.

Le système de neutralisation avec la participation du GT et du glutathion joue un rôle unique dans la formation de la résistance de l’organisme à une grande variété d’influences et constitue le mécanisme de protection le plus important de la cellule. Lors de la biotransformation de certains xénobiotiques sous l'influence de l'HT, il se forme des thioesters (conjugués RSG), qui sont ensuite transformés en mercaptans, parmi lesquels se retrouvent des produits toxiques. Mais les conjugués du GSH avec la plupart des xénobiotiques sont moins réactifs et plus hydrophiles que les substances d'origine, et sont donc moins toxiques et plus faciles à excréter du corps (Fig. 12-7).

Riz. 12-7. Neutralisation du 1-chloro, 2,4-dinitroben-zol avec la participation du glutathion.

Les GT, grâce à leurs centres hydrophobes, peuvent lier de manière non covalente un grand nombre de composés lipophiles (neutralisation physique), empêchant leur pénétration dans la couche lipidique des membranes et la perturbation des fonctions cellulaires. Par conséquent, la GT est parfois appelée albumine intracellulaire.

Les GT peuvent se lier de manière covalente aux xénobiotiques, qui sont des électrolytes puissants. L’ajout de telles substances est un « suicide » pour la GT, mais un mécanisme de protection supplémentaire pour la cellule.

Acétyltransférases, méthyltransférases

Les acétyltransférases catalysent les réactions de conjugaison - transfert d'un résidu acétyle de l'acétyl-CoA vers le groupe azote -SO 2 NH 2, par exemple dans la composition des sulfamides. Les méthyltransférases membranaires et cytoplasmiques avec la participation de SAM méthylent les groupes -P=O, -NH 2 et SH des xénobiotiques.

2. Le rôle des époxydes hydrolases dans la formation des diols

Certaines autres enzymes participent également à la deuxième phase de neutralisation (réaction de conjugaison). L'époxyde hydrolase (époxyde hydratase) ajoute de l'eau au benzène, aux époxydes de benzopyrène et à d'autres hydrocarbures polycycliques formés au cours de la première phase de neutralisation et les convertit en diols (Fig. 12-8). Les époxydes formés lors de l'oxydation microsomale sont cancérigènes. Ils ont une activité chimique élevée et peuvent participer à des réactions d'alkylation non enzymatiques de l'ADN, de l'ARN et des protéines (voir section 16). Les modifications chimiques de ces molécules peuvent conduire à la dégénérescence d’une cellule normale en cellule tumorale.

Riz. 12-8. Détoxification du benzanthracène. E 1 - enzyme du système microsomal ; E 2 - époxyde hydratase.

B. DÉCOMPOSITION DES ACIDES AMINÉS DANS LES INTESTINS. NEUTRALISATION ET ÉLIMINATION DES PRODUITS DE ROTATION DU CORPS

Les acides aminés qui ne sont pas absorbés par les cellules intestinales sont utilisés comme nutriments par la microflore du côlon. Les enzymes bactériennes décomposent les acides aminés et les convertissent en amines, phénols, indole, skatole, sulfure d'hydrogène et autres composés toxiques pour l'organisme. Ce processus est parfois appelé putréfaction des protéines intestinales. La pourriture est basée sur des réactions de décarboxylation et de désamination des acides aminés.

Formation et neutralisation du n-crésol et du phénol

Sous l'action d'enzymes bactériennes, du phénol et du crésol peuvent être formés à partir de l'acide aminé tyrosine en détruisant les chaînes latérales des acides aminés par les microbes (Fig. 12-9).

Les produits absorbés pénètrent dans le foie par la veine porte, où la neutralisation du phénol et du crésol peut se produire par conjugaison avec un résidu d'acide sulfurique (FARS) ou avec de l'acide glucuronique entrant dans la composition de l'UDP-glucuronate. Réactions de conjugaison du phénol et du crésol avec FAPS

catalyse l'enzyme sulfotransférase (Fig. 12-10).

La conjugaison des acides glucuroniques avec le phénol et le crésol se produit avec la participation de l'enzyme UDP-glucuronyltransférase (Fig. 12-11). Les produits de conjugaison sont hautement solubles dans l’eau et sont excrétés dans l’urine par les reins. Une augmentation de la quantité de conjugués d'acide glucuronique avec du phénol et du crésol est détectée dans l'urine avec une augmentation des produits de putréfaction des protéines dans l'intestin.

Formation et neutralisation de l'indole et du skatole

Dans l'intestin, les micro-organismes forment de l'indole et du skatole à partir de l'acide aminé tryptophane. Les bactéries détruisent la chaîne latérale du tryptophane, laissant la structure annulaire intacte.

L'indole est formé par clivage bactérien d'une chaîne latérale, éventuellement sous forme de sérine ou d'alanine (Figure 12-12).

Le skatole et l'indole sont neutralisés dans le foie en 2 étapes. Premièrement, à la suite de l'oxydation microsomale, ils acquièrent un groupe hydroxyle. Ainsi, l'indole se transforme en indoxyle, puis entre dans une réaction de conjugaison avec le FAPS, formant de l'acide indoxyl sulfurique, un sel de potassium.

Riz. 12-9. Catabolisme de la tyrosine sous l'influence de bactéries. E - enzymes bactériennes.

Riz. 12-10. Conjugaison de phénol et de crésol avec FAPS. E - sulfotransférase.

Riz. 12-11. Participation de l'UDP-glucuronyltransférase à la détoxification du crésol et du phénol. E - UDP-glucuronyltransférase.

Riz. 12-12. Catabolisme du tryptophane sous l'influence de bactéries. E - enzymes bactériennes.

qui a reçu le nom de l'animal indica

(Fig. 12-13).

Détoxification de l'acide benzoïque

La synthèse de l'acide hippurique à partir de l'acide benzoïque et de la glycine se produit chez l'homme et la plupart des animaux, principalement dans le foie (Fig. 12-14). La rapidité de cette réaction reflète l’état fonctionnel du foie.

En pratique clinique, ils utilisent la détermination du taux de formation et d'excrétion de l'acide hippurique après l'introduction de l'acide xénobiotique benzoïque (acide benzoïque de sodium) dans l'organisme - le test rapide.

D. LIAISON, TRANSPORT ET EXCRÉTION

XÉNOBIOTIQUES

Dans le plasma sanguin, de nombreuses substances lipophiles endogènes et exogènes sont transportées par l'albumine et d'autres protéines.

Albumen- la principale protéine du plasma sanguin qui lie diverses substances hydrophobes. Il peut servir de protéine porteuse pour la bilirubine, les xénobiotiques et les substances médicinales.

En plus des albumines, les xénobiotiques peuvent être transportés dans le sang dans le cadre des lipoprotéines, ainsi qu'en combinaison avec l'α 1 -glycoprotéine acide. La particularité de cette glycoprotéine

Riz. 12-13. Participation de la sulfotransférase à la détoxification de l'indole. E - sulfotransférase.

Riz. 12-14. Formation d'acide hippurique à partir d'acide benzoïque et de glycine. E - glycine transférase.

est qu'il s'agit d'une protéine inductible impliquée dans la réponse de l'organisme aux changements qui se produisent dans un état de stress, par exemple lors d'un infarctus du myocarde, de processus inflammatoires ; sa quantité dans le plasma augmente avec d'autres protéines. En se liant aux xénobiotiques, la glycoprotéine α 1 acide les inactive et les transfère au foie, où le complexe avec la protéine se désintègre et les substances étrangères sont neutralisées et éliminées du corps.

Participation de la glycoprotéine P à l'élimination des xénobiotiques

Un mécanisme très important pour l’élimination des xénobiotiques hydrophobes de la cellule est le fonctionnement de la glycoprotéine P (ATP transportase). La glycoprotéine P est une phosphoglycoprotéine d'un poids moléculaire de 170 kDa, présente dans la membrane plasmique des cellules de nombreux tissus, notamment les reins et les intestins. La chaîne polypeptidique de cette protéine contient 1 280 résidus d'acides aminés, formant 12 domaines transmembranaires et deux centres de liaison à l'ATP (Fig. 12-15).

Normalement, sa fonction est d’excréter les ions chlore et les composés toxiques hydrophobes des cellules.

Lorsqu'une substance hydrophobe (par exemple, un médicament antitumoral) pénètre dans une cellule, elle en est éliminée par la glycoprotéine P avec dépense d'énergie (Fig. 12-16). La réduction de la quantité de médicament dans la cellule réduit l’efficacité de son utilisation en chimiothérapie anticancéreuse.

D. INDUCTION DE SYSTÈMES DE PROTECTION

De nombreuses enzymes impliquées dans les première et deuxième phases de neutralisation sont des protéines inductibles. Même dans les temps anciens, le roi Mithridate savait que si l'on prenait systématiquement de petites doses de poison, une intoxication aiguë pouvait être évitée. L'« effet Mithridate » repose sur l'induction de certains systèmes de protection (Tableau 12-3).

Les membranes hépatiques ER contiennent plus de cytochrome P 450 (20 %) que les autres enzymes liées aux membranes. Le médicament phénobarbital active la synthèse du cytochrome

Riz. 12-15. La structure de la glycoprotéine P. La glycoprotéine P est une protéine intégrale comportant 12 domaines transmembranaires qui couvrent la bicouche membranaire cytoplasmique. Les extrémités N et C de la protéine font face au cytosol. Des sections de glycoprotéine P sur la surface externe de la membrane sont glycosylées. La région située entre les sixième et septième domaines possède des sites de liaison et d'autophosphorylation de l'ATP.

Riz. 12-16. Fonctionnement de la glycoprotéine P.

L'ovale ombré est un médicament antitumoral (substance hydrophobe).

P 450, UDP-glucuronyltransférase et époxy hydrolase. Par exemple, chez les animaux ayant reçu l'inducteur phénobarbital, la surface des membranes du RE augmente, atteignant 90 % de toutes les structures membranaires de la cellule, et, par conséquent, une augmentation du nombre d'enzymes impliquées dans la neutralisation de xénobiotiques ou de substances toxiques d'origine endogène.

Au cours d'une chimiothérapie pour des processus malins, l'efficacité initiale du médicament diminue souvent progressivement. De plus, une multirésistance aux médicaments se développe, c'est-à-dire résistance non seulement à ce médicament, mais également à un certain nombre d'autres médicaments. Cela se produit parce que les médicaments anticancéreux induisent la synthèse de la glycoprotéine P, de la glutathion transférase et du glutathion. L'utilisation de substances qui inhibent ou activent la synthèse de la glycoprotéine P, ainsi que

enzymes pour la synthèse du glutathion, augmente l'efficacité de la chimiothérapie.

Les métaux sont des inducteurs de la synthèse du glutathion et de la métallothionéine, une protéine de faible poids moléculaire, qui possèdent des groupes SH capables de se lier. En conséquence, la résistance des cellules du corps aux poisons et aux médicaments augmente.

L'augmentation de la quantité de glutathion transférases augmente la capacité du corps à s'adapter à une pollution environnementale croissante. L'induction enzymatique explique l'absence d'effet anticancérigène lors de l'utilisation d'un certain nombre de substances médicinales. De plus, les inducteurs de la synthèse de la glutathion transférase sont des métabolites normaux - les hormones sexuelles, les iodothyronines et le cortisol. Les catécholamines, via le système adénylate cyclase, phosphorylent la glutathion transférase et augmentent son activité.

Un certain nombre de substances, notamment des médicaments (par exemple les métaux lourds, les polyphénols, les glutathion S-alkyles et certains herbicides), inhibent la glutathion transférase.

ii. biotransformation de substances médicinales

Les médicaments entrant dans l'organisme subissent les transformations suivantes :

Succion;

Liaison et transport des protéines dans le sang ;

Interaction avec les récepteurs ;

Distribution dans les tissus ;

Métabolisme et excrétion du corps.

Le mécanisme de la première étape (absorption) est déterminé par les propriétés physico-chimiques du médicament. Les composés hydrophobes pénètrent facilement dans les membranes par simple diffusion, tandis que

Tableau 12-3. Induction de systèmes offrant une protection contre les xénobiotiques

comment les médicaments insolubles dans les lipides pénètrent dans les membranes via le transport transmembranaire avec la participation de différents types de translocases. Certaines grosses particules insolubles peuvent pénétrer dans le système lymphatique par pinocytose.

Les prochaines étapes du métabolisme des médicaments dans le corps sont également déterminées par sa structure chimique - les molécules hydrophobes se déplacent dans le sang en combinaison avec l'albumine, la glycoprotéine α 1 acide ou dans le cadre des lipoprotéines. Selon sa structure, le médicament peut pénétrer dans la cellule à partir du sang ou, étant un analogue de substances endogènes, se lier aux récepteurs de la membrane cellulaire.

L'effet sur le corps de la plupart des médicaments cesse après un certain temps après leur prise. L'arrêt de l'action peut survenir parce que le médicament est excrété par l'organisme soit sous forme inchangée - ceci est typique des composés hydrophiles, soit sous la forme de produits de sa modification chimique (biotransformation).

A. NATURE DES CHANGEMENTS AU COURS DE LA BIOTRANSFORMATION DES MÉDICAMENTS

Les transformations biochimiques des substances médicinales dans le corps humain, assurant leur inactivation et leur détoxification, sont une manifestation particulière de la biotransformation de composés étrangers.

À la suite de la biotransformation de substances médicinales, les événements suivants peuvent se produire :

Inactivation des substances médicinales, c'est-à-dire réduction de leur activité pharmacologique;

Activité accrue des substances médicinales ;

Formation de métabolites toxiques.

Inactivation des médicaments

L'inactivation des substances médicinales, comme tous les xénobiotiques, se déroule en 2 phases. La première phase est une modification chimique sous l'action d'enzymes du système monooxygénase du RE. Par exemple, le barbiturique médicamenteux, lors de la biotransformation, est converti en hydroxybarbiturate, qui participe ensuite à la réaction de conjugaison avec un résidu d'acide glucuronique. L'enzyme glucuronyltransférase catalyse la formation de barbiturique glucuronide, l'UDP-glucuronyl est utilisé comme source d'acide glucuronique (Fig. 12-17).

Dans la première phase de neutralisation, sous l'influence des monooxygénases, se forment des groupes réactifs -OH, -COOH, -NH 2, -SH, etc.. Les composés chimiques qui possèdent déjà ces groupes entrent immédiatement dans la deuxième phase de neutralisation - la conjugaison réaction.

Activité médicamenteuse croissante

Un exemple d'augmentation de l'activité d'une substance lors de ses transformations dans l'organisme est la formation de desméthylimipramine à partir de l'imipramine. La desméthylimipramine a une forte capacité à réduire la dépression associée aux troubles mentaux (Fig. 12-18).

Les transformations chimiques de certains médicaments dans l’organisme entraînent des modifications dans la nature de leur activité. Par exemple, l'ipramide est un antidépresseur qui, à la suite d'une désalkylation, est transformé en isoniazide, qui a un effet antituberculeux (Fig. 12-19).

Formation de produits toxiques suite à des réactions de biotransformation. Dans certains cas, les transformations chimiques des médicaments dans l’organisme peuvent conduire à l’apparition de propriétés toxiques. Donc,

Riz. 12-17. Métabolisme des barbituriques dans le foie. E 1 - enzymes d'oxydation microsomales; E 2 - glucuronyltransférase.

Riz. 12-18. Activation de l'imipramine à la suite d'une réaction de déméthylation.

Riz. 12-19. Formation d'isoniazide lors de la désalkylation de l'ipraniazide.

Riz. 12-20. Conversion de la phénacétine en un produit toxique - la paraphénétidine.

la phénacétine, un médicament antipyrétique, analgésique et anti-inflammatoire, est convertie en paraphénétidine, ce qui provoque une hypoxie due à la formation de méthémoglobine - une forme inactive d'Hb (Fig. 12-20).

Réactions de conjugaison médicamenteuse

La deuxième phase d'inactivation est la conjugaison (liaison) des substances médicinales, à la fois celles qui ont subi des transformations au cours de la première étape, et les médicaments natifs. Aux produits formés par les enzymes d'oxydation microsomales, la glycine peut être ajoutée au groupe carboxyle, l'acide glucuronique ou un résidu d'acide sulfurique au groupe OH et un résidu acétyle au groupe NH 2.

Les composés endogènes formés dans l'organisme avec la dépense d'énergie SAM participent aux transformations de la deuxième phase d'inactivation des substances médicinales : (ATP), UDP-

glucuronate (UTP), acétyl-CoA (ATP), etc. On peut donc dire que les réactions de conjugaison impliquent l'utilisation de l'énergie de ces composés à haute énergie.

Un exemple de réaction de conjugaison est la glucuronidation de l'hydroxybarbiturate sous l'action de la glucuronyl transférase, décrite précédemment (voir Fig. 12-17). Un exemple d'O-méthylation d'un médicament est l'une des étapes de biotransformation du médicament méthyldopa, qui perturbe la formation d'un médiateur adrénergique et est utilisé comme agent antihypertenseur (Fig. 12-21).

La plupart des composés hautement hydrophiles sont isolés inchangés. Parmi les substances lipophiles, l'exception est l'anesthésie par inhalation, dont la majeure partie n'entre pas en réaction chimique dans le corps. Ils sont excrétés par les poumons sous la même forme sous laquelle ils ont été introduits.

Riz. 12-21. Biotransformation du médicament (méthyldopa).

B. FACTEURS AFFECTANT L'ACTIVITÉ

ENZYMES POUR LA BIOTRANSFORMATION DES MÉDICAMENTS

En raison d’une modification chimique, les médicaments perdent généralement leur activité biologique. Ainsi, ces réactions limitent l’effet des médicaments dans le temps. En pathologie hépatique, accompagnée d'une diminution de l'activité des enzymes microsomales, la durée d'action d'un certain nombre de substances médicinales augmente.

Certains médicaments réduisent l'activité du système monooxygénase. Par exemple, la lévomycétine et la butadione inhibent les enzymes d'oxydation microsomale. Les médicaments anticholinestérasiques, inhibiteurs de la monoamine oxydase, perturbent le fonctionnement de la phase de conjugaison et prolongent donc les effets des médicaments inactivés par ces enzymes. De plus, la vitesse de chacune des réactions de biotransformation des médicaments dépend de facteurs génétiques, physiologiques et de l’état écologique de l’environnement.

Caractéristiques d'âge

La sensibilité aux médicaments varie avec l'âge. Par exemple, l’activité du métabolisme des médicaments chez les nouveau-nés au cours du premier mois de leur vie est très différente de celle des adultes. Cela est dû au déficit de nombreuses enzymes impliquées dans la biotransformation des médicaments, à la fonction rénale, à la perméabilité accrue de la barrière hémato-encéphalique et au sous-développement du système nerveux central. Ainsi, les nouveau-nés sont plus sensibles à certaines substances qui affectent le système nerveux central (notamment la morphine). La lévomycétine est très toxique pour eux ; cela s'explique par le fait que dans le foie

Chez le nouveau-né, les enzymes nécessaires à sa biotransformation sont inactives.

Dans la vieillesse, le métabolisme des médicaments est moins efficace : l'activité fonctionnelle du foie diminue et le taux d'excrétion des médicaments par les reins est altéré. En général, la sensibilité à la plupart des médicaments augmente chez les personnes âgées et leur dose doit donc être réduite.

Facteurs génétiques

Les différences individuelles dans le métabolisme d'un certain nombre de médicaments et dans les réactions aux médicaments s'expliquent par le polymorphisme génétique, c'est-à-dire l'existence d'isoformes de certaines enzymes de biotransformation dans la population.

Dans certains cas, une sensibilité accrue aux médicaments peut être due à un déficit héréditaire de certaines enzymes impliquées dans la modification chimique. Par exemple, en cas de déficit génétique en cholinestérase plasmatique sanguine, la durée d'action du relaxant musculaire ditilin augmente fortement et peut atteindre 6 à 8 heures ou plus (dans des conditions normales, la ditiline agit pendant 5 à 7 minutes). On sait que le taux d’acétylation de l’isoniazide, un médicament antituberculeux, varie considérablement. Il existe des individus ayant une activité métabolique rapide et lente. On pense que chez les personnes présentant une inactivation lente de l'isoniazide, la structure des protéines qui régulent la synthèse de l'enzyme acétyltransférase, qui assure la conjugaison de l'isoniazide avec le résidu acétyle, est perturbée.

Facteurs environnementaux

Une influence significative sur le métabolisme des médicaments dans le corps est exercée par

également des facteurs environnementaux, tels que les rayonnements ionisants, la température, la composition des aliments et surtout diverses substances chimiques (xénobiotiques), y compris les substances médicinales elles-mêmes.

III. METABOLISME DE L'ÉTHANOL DANS LE FOIE

Le catabolisme de l'alcool éthylique se produit principalement dans le foie. Ici, de 75 à 98 % de l'éthanol introduit dans l'organisme est oxydé.

L'oxydation de l'alcool est un processus biochimique complexe qui implique les processus métaboliques de base de la cellule. La conversion de l'éthanol dans le foie se produit de trois manières avec la formation d'un métabolite toxique - l'acétaldéhyde (Fig. 12-22).

A. OXYDATION DE L'ÉTHANOL PAR L'ALCOOL DÉHYDROGÉNASE NAD-DÉPENDANTE

Le rôle principal dans le métabolisme de l'éthanol est joué par l'enzyme NAD + dépendante du zinc - l'alcool déshydrogénase, qui est localisée principalement dans le cytosol et les mitochondries du foie (95%). Au cours de la réaction, l'éthanol est déshydrogéné, de l'acétal déhyde et du coenzyme réduit NADH se forment. L'alcool déshydrogénase catalyse une réaction réversible dont le sens dépend de la concentration en acétaldéhyde et du rapport NADH/NAD + dans la cellule.

C 9 H 5 OH + NAD + ↔ CH 3 CHO + NADH + H + .

L'enzyme alcool déshydrogénase est un dimère constitué de chaînes polypeptidiques identiques ou similaires dans leur structure primaire, codées par les allèles d'un gène. Il existe 3 isoformes d'alcool déshydrogénase (ADH) : ADH 1, ADH 2, ADH 3, qui diffèrent par la structure des protomères, la localisation et l'activité. Les Européens se caractérisent par la présence des isoformes ADH 1 et ADH 3. Chez certains peuples orientaux, l'isoforme ADH 2 prédomine, caractérisée par une activité élevée, ce qui peut être la raison de leur sensibilité accrue à l'alcool. Dans l'alcoolisme chronique, la quantité d'enzymes dans le foie n'augmente pas, c'est-à-dire ce n'est pas une enzyme inductible.

B. OXYDATION DE L'ÉTHANOL AVEC LA PARTICIPATION DU SYSTÈME MICROSOMALE OXYDANT L'ÉTHANOL DÉPENDANT DU CYTOCHROME P 450

Le système d'oxydation microsomique de l'éthanol (MEOS) dépendant du cytochrome P 450 est localisé dans la membrane du RE lisse des hépatocytes. Le MEOS joue un rôle mineur dans le métabolisme de petites quantités d'alcool, mais il est induit par l'éthanol, d'autres alcools et des drogues telles que les barbituriques et devient important dans l'abus de ces substances. Cette voie d'oxydation de l'éthanol se produit avec la participation de l'une des isoformes P 450 - l'isoenzyme P 450 II E 1. Dans l'alcoolisme chronique, l'oxydation de l'éthanol est accélérée de 50 à 70 % en raison de l'hypertrophie du RE et de l'induction du cytochrome P 450 II E 1.

C 9 H 5 OH + NADPH + H + + O 2 → CH 3 CHO + NADP + + 2 H 2 O.

Riz. 12-22. Métabolisme de l'éthanol. 1 - oxydation de l'éthanol par l'alcool déshydrogénase NAD+-dépendante (ADH) ; 9 - MEOS - système d'oxydation microsomique de l'éthanol ; 3 - oxydation de l'éthanol par la catalase.

En plus de la réaction principale, le cytochrome P 450 catalyse la formation d'espèces réactives de l'oxygène (O 2 -, H 2 O 2), qui stimulent la peroxydation lipidique dans le foie et d'autres organes (voir section 8).

V. oxydation de l'éthanol par la catalase

Un rôle secondaire dans l'oxydation de l'éthanol est joué par la catalase, située dans les peroxysomes du cytoplasme et les mitochondries des cellules hépatiques. Cette enzyme décompose environ 2 % d'éthanol, mais utilise également du peroxyde d'hydrogène.

CH 3 CH 2 OH + H 2 O 2 → CH 3 CHO +2 H 2 O.

d. métabolisme et toxicité de l'acétaldéhyde

L'acétaldéhyde, formé à partir de l'éthanol, est oxydé en acide acétique par deux enzymes : l'aldéhyde oxydase dépendante du FAD et l'acétaldéhyde déshydrogénase (AlDH) dépendante du NAD +.

CH 3 CHO + O 2 + H 2 O → CH 3 COOH + H 2 O 2.

Une augmentation de la concentration d'acétaldéhyde dans la cellule provoque l'induction de l'enzyme aldéhyde oxydase. Au cours de la réaction, de l'acide acétique, du peroxyde d'hydrogène et d'autres espèces réactives de l'oxygène se forment, ce qui conduit à l'activation.

Une autre enzyme, l'acétaldéhyde déshydrogénase (AlDH), oxyde le substrat avec la participation du coenzyme NAD+.

CH 3 CHO + H 2 O + NAD + → CH 3 COOH + + NADH + H + .

L'acide acétique obtenu lors de la réaction est activé par l'enzyme acétyl-CoA synthétase. La réaction a lieu en utilisant la coenzyme A et la molécule d'ATP. L'acétyl-CoA résultant, en fonction du rapport ATP/ADP et de la concentration d'oxaloacétate dans les mitochondries des hépatocytes, peut « brûler » dans le cycle du TCA et entrer dans la synthèse d'acides gras ou de corps cétoniques.

Des variantes polymorphes de l’AlDH se trouvent dans différents tissus du corps humain. Ils se caractérisent par une large spécificité de substrat, une distribution différente parmi les cellules tissulaires (reins, épithélium, muqueuses).

estomac et intestins) et dans les compartiments cellulaires. Par exemple, l'isoforme AlDH, localisée dans les mitochondries des hépatocytes, a une affinité plus élevée pour l'acétaldéhyde que la forme cytosolique de l'enzyme.

Les enzymes impliquées dans l'oxydation de l'éthanol - alcool déshydrogénase et AlDH - sont réparties différemment : dans le cytosol - 80 %/20 % et dans les mitochondries - 20 %/80 %. Lors de l'ingestion de fortes doses d'alcool (plus de 2 g/kg), en raison des différents taux d'oxydation de l'éthanol et de l'acétaldéhyde dans le cytosol, la concentration de ce dernier augmente fortement. L'acétaldéhyde est un composé très réactif ; il peut acétyler de manière non enzymatique les groupes SH, NH2 de protéines et d'autres composés dans la cellule et perturber leurs fonctions. Dans les protéines modifiées (acétylées), des liaisons croisées non caractéristiques de la structure native peuvent se produire (par exemple, dans les protéines de la matrice intercellulaire - élastine et collagène, certaines protéines chromatiniennes et lipoprotéines formées dans le foie). L'acétylation des enzymes nucléaires, cytoplasmiques et des protéines structurelles entraîne une diminution de la synthèse des protéines exportées par le foie dans le sang, par exemple l'albumine, qui, lorsqu'elle est retenue, maintient la pression colloïdale-osmotique, et participe également au transport de nombreux substances hydrophobes dans le sang (voir rubrique 14). La violation des fonctions de l'albumine en combinaison avec l'effet néfaste de l'acétaldéhyde sur les membranes s'accompagne de l'entrée dans les cellules le long d'un gradient de concentration d'ions sodium et eau, d'un gonflement osmotique de ces cellules et d'une perturbation de leurs fonctions.

L'oxydation active de l'éthanol et de l'acétaldéhyde entraîne une augmentation du rapport NADH/NAD+, ce qui réduit l'activité des enzymes NAD+ dépendantes dans le cytosol et, de manière moins significative, dans les mitochondries.

L'équilibre de la réaction suivante se déplace vers la droite :

Phosphate de dihydroxyacétone + NADH + H + ↔ Glycérol-3-phosphate + NAD+,

Pyruvate + NADH + H + ↔ Lactate +NAD + .

La réduction du phosphate de dihydroxyacétone, un métabolite intermédiaire de la glycolyse et de la gluconéogenèse, entraîne une diminution du taux de

gluconéogenèse. La formation de glycérol-3-phosphate augmente le risque de synthèse des graisses dans le foie. L'augmentation de la concentration de NADH par rapport au NAD + (NADH>NAD +) ralentit la réaction d'oxydation du lactate, augmente le rapport lactate/pyruvate et réduit encore le taux de gluconéogenèse (voir rubrique 7). La concentration de lactate dans le sang augmente, ce qui entraîne une acidémie hyperlactique et une acidose lactique.

(Fig. 12-23).

Le NADH est oxydé par l’enzyme de la chaîne respiratoire NADH déshydrogénase. L'émergence d'un potentiel électrique transmembranaire sur la membrane mitochondriale interne ne conduit pas à la synthèse complète de l'ATP. Ceci est évité par la perturbation de la structure de la membrane mitochondriale interne provoquée par l'effet membranotrope de l'alcool éthylique.

et l'effet néfaste de l'acétaldéhyde sur les membranes.

On peut dire que l'acétaldéhyde active indirectement la LPO, car en se liant aux groupes SH du glutathion, il réduit la quantité de glutathion actif (réduit) dans la cellule, nécessaire au fonctionnement de l'enzyme glutathion peroxydase (voir section 8), qui est impliqué dans le catabolisme de H 2 O 2. L'accumulation de radicaux libres entraîne l'activation de la peroxydation lipidique des membranes et une perturbation de la structure de la bicouche lipidique.

Dans les premiers stades de l’alcoolisme, l’oxydation de l’acétyl-CoA dans le cycle du TCA est la principale source d’énergie de la cellule. L'excès d'acétyl-CoA dans le citrate quitte les mitochondries et la synthèse des acides gras commence dans le cytoplasme. Ce processus, en plus de l'ATP, nécessite la participation du NADPH,

Figure 12-23. Effets de l'éthanol sur le foie. 1→2→3 - oxydation de l'éthanol en acétate et sa conversion en acétyl-CoA

(1 - la réaction est catalysée par l'alcool déshydrogénase, 2 - la réaction est catalysée par l'AlDH). Le taux de formation d'acétaldéhyde (1) est souvent plus élevé lors de la prise de grandes quantités d'alcool que le taux de son oxydation (9), de sorte que l'acétaldéhyde s'accumule et affecte la synthèse des protéines (4), l'inhibe et réduit également la concentration de glutathion réduit. (5), donc ce qui active POL. Le taux de gluconéogenèse (6) diminue, car la concentration élevée de NADH formée dans les réactions d'oxydation de l'éthanol (1, 9) inhibe la gluconéogenèse (6). Le lactate est libéré dans le sang (7) et une acidose lactique se développe. L'augmentation de la concentration de NADH ralentit le rythme du cycle du TCA ; L'acétyl-CoA s'accumule et la synthèse des corps cétoniques (cétose) est activée (8). L’oxydation des acides gras ralentit également (9) et la synthèse des graisses augmente (10), entraînant une stéatose hépatique et une hypertriacylglycérolémie.

qui se forme lors de l'oxydation du glucose dans le cycle du pentose phosphate. Les TAG sont formés d'acides gras et de glycérol-3-phosphate, qui sont sécrétés dans le sang dans le cadre des VLDL. Une production accrue de VLDL par le foie conduit à une hypertriacyl-lycérolémie. Dans l'alcoolisme chronique, une diminution de la synthèse des phospholipides et des protéines dans le foie, notamment des apoprotéines impliquées dans la formation des VLDL, provoque une accumulation intracellulaire de TAG et une stéatose hépatique.

Cependant, pendant la période d'intoxication alcoolique aiguë, malgré la présence d'une grande quantité d'acétyl-CoA, le manque d'oxalo-acétate réduit le taux de formation de citrate. Dans ces conditions, l’excès d’acétyl-CoA est utilisé pour la synthèse des corps cétoniques, qui sont libérés dans le sang. Une augmentation de la concentration sanguine de lactate, d'acide acétoacétique et de β-hydroxybutyrate provoque une acidose métabolique lors d'une intoxication alcoolique.

Comme mentionné précédemment, la formation d'acétaldéhyde à partir d'éthanol se produit sous l'action de l'alcool déshydrogénase. Par conséquent, avec une augmentation de la concentration d'acétaldéhyde et de NADH dans les cellules hépatiques, la direction de la réaction change - de l'éthanol se forme. L'éthanol est un composé tropique membranaire ; il se dissout dans la bicouche lipidique des membranes et perturbe leurs fonctions. Cela affecte négativement le transport transmembranaire des substances, les contacts intercellulaires et les interactions des récepteurs cellulaires avec les molécules de signalisation. L'éthanol peut traverser les membranes et pénétrer dans l'espace intercellulaire et le sang, puis dans n'importe quelle cellule du corps.

e. l'effet de l'éthanol et de l'acétaldéhyde sur le métabolisme des xénobiotiques et des médicaments dans le foie

La nature de l'influence de l'éthanol sur le métabolisme des xénobiotiques et des médicaments dépend du stade de la maladie alcoolique : stade initial de l'alcoolisme, alcoolisme chronique ou forme aiguë d'intoxication alcoolique.

Le système microsomal d’oxydation de l’éthanol (MEOS), ainsi que le métabolisme de l’éthanol, sont impliqués dans la détoxification des xénobiotiques et des médicaments. Au stade initial de la maladie alcoolique, la biotransformation des substances médicinales se produit plus activement en raison de l'induction d'enzymes dans le système. Ceci explique le phénomène de « résistance » aux médicaments. Cependant, lors d'une intoxication aiguë à l'alcool éthylique, la biotransformation des substances médicinales est inhibée. L'éthanol entre en compétition avec les xénobiotiques pour se lier au cytochrome P 450 II E 1, provoquant une hypersensibilité (« instabilité » médicamenteuse) à certains médicaments pris simultanément.

De plus, chez les personnes souffrant d'alcoolisme chronique, on observe une induction sélective de l'isoforme P 450 II E 1 et une inhibition compétitive de la synthèse d'autres isoformes impliquées dans le métabolisme des xénobiotiques et des médicaments. L'abus d'alcool induit également la synthèse de glucuronyl transférases, mais réduit la formation d'UDP-glucuronate.

L'alcool déshydrogénase a une large spécificité de substrat et peut oxyder divers alcools, y compris les métabolites des glycosides cardiaques - la digitoxine, la digoxine et la gitoxine. La compétition de l'éthanol avec les glycosides cardiaques pour le site actif de l'alcool déshydrogénase entraîne une diminution du taux de biotransformation de ce groupe de médicaments et augmente le risque de leurs effets secondaires chez les personnes prenant de fortes doses d'alcool.

Une augmentation de la concentration d'acétaldéhyde provoque un certain nombre de perturbations dans la structure des protéines (acétylation), des membranes (LPO), une modification du glutathion, nécessaire à l'une des enzymes les plus importantes pour la neutralisation des xénobiotiques - la glutathion transférase et le enzyme de protection antioxydante glutathion peroxydase. Ainsi, les données présentées indiquent que les lésions hépatiques alcooliques s'accompagnent d'une violation de la fonction la plus importante de cet organe - la désintoxication.

Compte tenu du rôle essentiel des enzymes du réticulum endoplasmique dans l'inactivation des substances étrangères, les transformations métaboliques des médicaments se divisent en transformations catalysées par les enzymes microsomales du foie (et éventuellement par les enzymes d'autres tissus) et transformations catalysées par les enzymes. localisé dans d'autres parties de la cellule (non microsomique).

Les enzymes microsomales comprennent les oxydases aux fonctions mixtes (elles sont également appelées monooxygénases microsomales ou enzymes d'oxydation libre), ainsi que diverses estérases (glucose-6-phosphatase, nucléosides phosphatases magnésium-dépendantes, estérases non spécifiques), des enzymes pour la synthèse des protéines, des lipides , les phospholipides, les glycoprotéines, les acides biliaires et enfin les enzymes qui catalysent les réactions de conjugaison. Parmi ceux-ci, les éléments suivants sont impliqués dans les mécanismes de détoxification des xénobiotiques (y compris les médicaments) :

Oxydases à fonctions mixtes (c'est-à-dire oxygénases microsomales) ;

Estérase;

Enzymes de conjugaison.

Ainsi, les enzymes microsomales réalisent principalement l'oxydation, la réduction, l'hydrolyse et la conjugaison des xénobiotiques (y compris les médicaments).

Les monooxygénases microsomales catalysent la biotransformation de xénobiotiques majoritairement lipotropes, ainsi que de stéroïdes endogènes, d'acides gras insaturés et de prostaglandines. Ces monooxygénases, participant au métabolisme des poisons et médicaments lipotropes, catalysent des réactions d'oxydation telles que la C-hydroxylation dans la chaîne aliphatique, dans les noyaux aromatiques et alicycliques, dans les chaînes latérales alkyles, la N-hydroxylation, l'O-, N-, S- désalkylation, désamination oxydative, désamidation et époxydation.

En plus des transformations oxydatives, ces enzymes catalysent des réactions de réduction des composés aromatiques nitro- et azoïques et des réactions de déshalogénation réductrice. À la suite de ces réactions, les xénobiotiques acquièrent des groupes réactifs - -OH, -COOH, -NH2, -SH, etc. Les métabolites ainsi formés entrent facilement dans une réaction de conjugaison pour former des composés peu toxiques, qui sont ensuite excrétés de le corps, principalement avec l'urine, la bile et les selles.

Les monooxygénases microsomales sont un complexe multienzymatique localisé sur le réticulum endoplasmique lisse et associé à deux chaînes de transport d'électrons extramitochondriales qui génèrent des formes réduites de NADP et de NAD. La source de NADP.H 2 est principalement le cycle du pentose phosphate, et NAD.H 2 est la glycolyse.

L'unité auto-oxydante (auto-oxydante) commune de ces complexes polyenzymatiques est le cytochrome P-450. Ce complexe comprend également le cytochrome b 5, la NADP.H-cytochrome P-450 réductase (FP 1) et la NAD.H-cytochrome b 5 réductase (FP 2).

Le cytochrome P 450 est une protéine contenant de l'hème largement distribuée dans les tissus animaux et végétaux. Elle est localisée dans les couches profondes des membranes du réticulum endoplasmique. Lorsqu'il interagit avec le CO, le cytochrome réduit forme un complexe carbonyle caractérisé par une bande d'absorption à 450 nm, qui a déterminé le nom de l'enzyme. Le cytochrome P 450 se caractérise par une variété d'isoformes et une large gamme de spécificités de substrat. Cet éventail de spécificités de substrat est caractérisé par la spécificité du caractère hydrophobe des substances.

Le cytochrome P 450 est un composant essentiel du système microsomal monooxygénase. Cette enzyme est chargée d'activer l'oxygène moléculaire (en lui transférant des électrons) et de lier le substrat. Le cytochrome P450 utilise de l'oxygène activé pour oxyder le substrat et former de l'eau.

Un autre composant du système microsomal monooxygénase NADP*H 2 cytochrome P 450 réductase (FP 1) sert de transporteur d'électrons du NADP*H 2 au cytochrome P 450. Cette enzyme, une flavoprotéine contenant du FAD et du FMN, est associée à la fraction des protéines membranaires de surface du réticulum endoplasmique. Cette enzyme est capable de transférer des électrons non seulement vers le cytochrome P 450, mais également vers d'autres accepteurs (vers le cytochrome b 5, le cytochrome c).

Le cytochrome b 5 est une hémoprotéine qui, contrairement au cytochrome P 450, est localisée principalement à la surface des membranes du réticulum endoplasmique. Le cytochrome b 5 est capable de recevoir des électrons non seulement du NADP*H 2, mais également du NAD*H 2, participant au fonctionnement de la chaîne de transport d'électrons dépendante du NAD*H 2.

Cette chaîne comprend également l'enzyme NAD*H 2 -cytochrome-B 5 -réductase (FP 2).

Cette enzyme, comme le cytochrome B 5, n'est pas strictement fixée à certaines zones de la membrane du réticulum endoplasmique, mais est capable de changer de localisation, transférant des électrons du NAD*H 2 au cytochrome B 5.

Dans le processus du métabolisme xénobiotique, où les réactions dépendantes du NADP*H 2 jouent un rôle majeur, l'interaction des chaînes dépendantes du NADP*H 2 et du NPD*H 2 a lieu. Une relation fonctionnelle étroite entre les cytochromes P 450 et B 5 a été établie. Ils peuvent former des complexes héméprotéiques complexes, ce qui garantit un taux élevé de réactions de conversion xénobiotiques qu’ils catalysent.

Parmi les schémas de biotransformation des xénobiotiques sous l'influence des monooxygénases, le schéma d'Estabrook, Hildenbrandt et Baron est le plus répandu. Selon ce schéma, on suppose que la substance –SH (y compris un médicament) interagit dans un premier temps avec la forme oxydée du cytochrome P 450 (Fe 3+) pour former un complexe enzyme-substrat (SH-Fe 3+) . Dans un deuxième temps, le complexe enzyme-substrat est réduit par un électron provenant du NADP*H 2 via la NADP*H 2 -cytochrome P 450 réductase (FP 1) avec la participation éventuelle du cytochrome B 5 . Un complexe enzyme-substrat réduit (SH-Fe 2+) se forme. La troisième étape est caractérisée par l'interaction du complexe enzyme-substrat réduit avec l'oxygène pour former un complexe à trois composants SH-Fe 2+ -O 2. L'ajout d'oxygène se produit à grande vitesse. Au quatrième stade, le complexe ternaire enzyme-substrat-oxygène est réduit par un deuxième électron, qui provient apparemment d'une chaîne de transfert spécifique de NAD*H 2, comprenant la NAD*H 2 -cytochrome B 5 -réductase (EP 2) et , éventuellement, , cytochrome B 5. Un complexe réduit SH-Fe 2+ -O 2 1- est formé.

La cinquième étape est caractérisée par les transformations intramoléculaires du complexe ternaire réduit enzyme-substrat-oxygène (SH-Fe 2+ -O 2 1- ↔ SH-Fe 3+ -O 2 2-) et sa décomposition avec libération d'eau et substrat hydroxylé. Dans ce cas, le cytochrome P450 se transforme en sa forme oxydée originale.

Lors du fonctionnement des monooxygénases, des radicaux actifs sont générés, principalement l'anion superoxyde (O 2 -) : le complexe ternaire enzyme-substrat-oxygène, avant réduction par le deuxième électron, peut entrer dans une réaction réversible de conversion en une enzyme oxydée- complexe de substrat et en même temps l'anion superoxyde O 2 est généré - .

Le schéma d'Estabrook, Hildenbrandt et Baron peut être représenté comme suit :

Contrairement à la chaîne respiratoire mitochondriale, dans laquelle l'oxygène moléculaire, qui est un accepteur d'électrons direct dans la dernière section de la chaîne, ne va qu'à la formation d'eau, dans le système microsomal monooxygénase, parallèlement à la formation d'eau (qui consomme un oxygène atome), elle est réalisée par addition directe d'oxygène du cytochrome P 450 (son deuxième atome) au substrat oxydé (substance médicinale) et son hydroxylation se produit.

De plus, contrairement à la chaîne mitochondriale, où l'énergie libérée lors du processus de transfert d'électrons est réalisée sous forme d'ATP dans trois sections de la chaîne respiratoire en raison du couplage de l'oxydation avec la phosphorylation, dans la chaîne microsomale l'énergie d'oxydation n'est pas n'est pas du tout libéré, mais seuls les équivalents réducteurs de NADP*H sont utilisés 2 nécessaires à la réduction de l'oxygène en eau. Par conséquent, l’hydroxylation oxydative est considérée comme libre (c’est-à-dire une oxydation non accompagnée de formation d’ATP).

Les systèmes microsomaux de monooxygénase catalysent diverses réactions de transformation oxydative des xénobiotiques lipotropes, y compris les médicaments. La plus grande importance est accordée aux réactions oxydatives suivantes de transformation de substances médicinales :

1) hydroxylation des composés aromatiques (par exemple : acide salicylique → acide gentisique → acides dioxy- et trihydroxybenzoïques) ;

2) hydroxylation de composés aliphatiques (par exemple : méprobamate → cétoméprobamate) ;

3) désamination oxydative (par exemple : phénamine → acide benzoïque) ;

4) S-désalkylation (par exemple : 6-méthylthiopurine → 6-thiopurine) ;

5) O-désalkylation (par exemple : phénacétine → paraacétamidophénol) ;

6) N-désalkylation (par exemple : iproniazide → isoniazide) ;

7) sulfoxydation (par exemple : thiobarbital → barbital) ;

8) N-oxydation (par exemple : diméthylaniline → diméthylaniline N-oxyde).

En plus des systèmes enzymatiques oxydatifs, le réticulum endoplasmique du foie contient des enzymes réductrices. Ces enzymes catalysent la réduction des composés aromatiques nitro- et azoïques en amides. De par leur nature chimique, les enzymes réductrices sont des flavoprotéines, dont le groupe prothétique est FAD. Un exemple est la réduction de la prontosine en sulfamide.

Les enzymes hépatiques microsomales (estérases) participent également aux réactions d'hydrolyse des médicaments (esters et amides). L'hydrolyse est un moyen très important d'inactiver de nombreux médicaments. Un exemple est la conversion de l'acide acétylsalicylique (ester) en acide salicylique et acide acétique ; iproniazide (amide) en acide isonicotinique et isopropylhydrosine, métabolisés principalement par hydrolyse.

Pharmacodynamique des médicaments. Principes de base d'action des substances médicinales. Le concept de récepteurs, agonistes et antagonistes spécifiques. Effets pharmacologiques. Types d'action des médicaments.

Pharmacodynamie

La pharmacodynamie comprend les réactions pharmacologiques primaires et secondaires. La principale réaction pharmacologique est l'interaction de substances biologiquement actives, y compris de médicaments, avec des cytorécepteurs (ou nous disons simplement des récepteurs). À la suite de cette interaction, une réaction pharmacologique secondaire se développe sous la forme de modifications du métabolisme et des fonctions des organes et des cellules. Les mécanismes d’action des médicaments non récepteurs sont rares. Par exemple, il n’existe pas de récepteurs pour les anesthésiques par inhalation, les expanseurs plasmatiques ou les diurétiques osmotiques.

Que sont les cytorécepteurs ? Les cytorécepteurs sont des biomacromolécules de nature protéique créées par la nature pour des ligands endogènes - hormones, neurotransmetteurs, etc.

Les ligands sont des substances qui peuvent se lier à un cytorécepteur et provoquer un effet spécifique. Ils peuvent être endogènes, comme mentionné ci-dessus (hormones, neurotransmetteurs), ainsi qu'exogènes, ce sont des xénobiotiques (par exemple des médicaments). Les récepteurs ont des centres actifs - ce sont des groupes fonctionnels d'acides aminés, de phosphatides, de sucres, etc. Les médicaments établissent des liaisons physicochimiques avec les récepteurs - van der Waals, ionique, hydrogène - selon le principe de complémentarité, c'est-à-dire que les groupes actifs des médicaments interagissent avec les groupes correspondants du centre actif du récepteur. Ces liaisons dans la plupart des médicaments sont fragiles et réversibles. Mais il existe de fortes liaisons covalentes entre le médicament et le récepteur. Cette connexion est irréversible. Par exemple, les métaux lourds, les agents antitumoraux. Ces médicaments sont très toxiques.

Par rapport aux récepteurs, les substances médicinales ont : une affinité et une activité interne. L'affinité est la capacité de former un complexe avec un récepteur. L'activité intrinsèque est la capacité à induire une réponse cellulaire.

Selon la gravité de l'affinité et la présence d'une activité interne, les substances médicinales sont divisées en 2 groupes : les agonistes et les antagonistes. Les agonistes (du grec : rival) ou mimétiques (du grec : imiter) sont des substances à affinité modérée et à forte activité interne. Les agonistes sont divisés en : agonistes complets, ils provoquent la réponse maximale ; agonistes partiels (partiels). Ils produisent une réponse moins significative. Les antagonistes ou bloqueurs sont des substances de haute affinité, mais dépourvues d'activité intrinsèque. Ils interfèrent avec le développement d'une réponse cellulaire. Les substances qui bloquent les sites actifs des récepteurs sont des antagonistes compétitifs. Les antagonistes, ayant une grande affinité, se lient aux cytorécepteurs plus longtemps. Certaines substances peuvent présenter des propriétés agonistes-antagonistes, lorsque certains récepteurs sont stimulés et d’autres inhibés.

Les médicaments peuvent se lier non pas au site actif, mais au centre allostérique du récepteur. Dans ce cas, ils modifient la structure du site actif, et altèrent la réponse aux médicaments ou aux ligands endogènes. Par exemple, les récepteurs allostériques sont des récepteurs des benzodiazépines ; lorsque les benzodiazépines interagissent avec les récepteurs des benzodiazépines (allostériques), l’affinité des récepteurs GABA pour l’acide GABA augmente.

Les cytorécepteurs sont classés en 4 types. 1 – récepteurs directement couplés aux enzymes des membranes cellulaires. 2 – récepteurs des canaux ioniques des membranes cellulaires, ils augmentent la perméabilité des membranes au sodium, potassium, calcium, chlore et assurent une réponse cellulaire instantanée. 3 – récepteurs qui interagissent avec les protéines G (protéines membranaires). Lorsque de tels récepteurs sont excités, des substances biologiquement actives intracellulaires se forment - des seconds messagers (de l'anglais « médiateur », « messager »), par exemple l'AMPc. 4 – récepteurs-régulateurs de transcription. Ces récepteurs sont situés à l'intérieur de la cellule (noyau, cytoplasme, c'est-à-dire protéines nucléaires, cytosoliques). Ces récepteurs interagissent avec les hormones (thyroïde, stéroïdes), les vitamines A et D. À la suite de cette interaction, la synthèse de nombreuses protéines fonctionnellement actives change.

Mécanismes d'action typiques des médicaments. Ils peuvent être divisés en 2 groupes : hautement sélectifs (récepteur), non sélectifs (non associés au récepteur). Il existe 6 types de mécanismes récepteurs d’action des médicaments.

1. Un effet mimétique est une reproduction de l'action d'un ligand endogène (naturel), c'est-à-dire que le médicament interagit avec le récepteur et provoque les mêmes effets que le ligand endogène. Pour présenter un effet mimétique, la substance médicamenteuse doit avoir une similitude structurelle élevée avec le ligand (serrure à clé). Les substances qui excitent le récepteur sont appelées mimétiques. Par exemple, la carbacholine mimétique (un médicament) excite un récepteur – le « récepteur cholinergique ». Le ligand endogène de ce récepteur est l'acétylcholine. Les médicaments qui ont un effet mimétique sont appelés « agonistes ». Les agonistes excitent directement le récepteur ou augmentent la fonction du récepteur :

2. Effet lytique ou blocage compétitif d'un ligand naturel. Dans ce cas, la substance médicamenteuse n’est similaire qu’au ligand naturel. C’est suffisant pour entrer en contact avec le récepteur, mais pas assez pour l’exciter. Ensuite, ayant partiellement contacté le récepteur, le médicament lui-même ne peut pas exciter le récepteur et ne permet pas au ligand naturel de se connecter au récepteur. Il n'y a aucun effet du ligand, un blocage du récepteur se produit. Les médicaments qui bloquent les récepteurs sont appelés « bloqueurs » ou « lytiques » (adrénolytiques, anticholinergiques).

bloqueur de ligand récepteur

Si la concentration d’un ligand endogène augmente, cela peut empêcher (par compétition) le médicament de se lier au récepteur. Les médicaments qui interfèrent avec l’action des ligands agonistes sont appelés antagonistes. Ils peuvent être compétitifs ou non.

3. Interaction allostérique ou non compétitive. En plus du centre actif, le récepteur possède également un centre allostérique, qui régule le taux de réactions enzymatiques. Le médicament, en se liant au centre allostérique, « ouvre » le centre actif ou le « ferme ». Dans le premier cas, le récepteur est « activé », dans le second – « bloqué ».

4. Activation ou inhibition d'enzymes (intracellulaires ou extracellulaires). Dans ces cas, les enzymes agissent comme récepteurs de médicaments. Par exemple, les médicaments : phénobarbital, zixorine - activent les enzymes microsomales. Le nilamide inhibe l'enzyme MAO.

5. Modifications des fonctions des systèmes de transport et de la perméabilité des membranes cellulaires et des organites. Par exemple, le vérapamil et la nifédipine bloquent les canaux calciques lents. Les médicaments antiarythmiques et les anesthésiques locaux modifient la perméabilité des membranes aux ions.

6. Violation de la structure fonctionnelle de la macromolécule. Par exemple, les anticonvulsivants, les médicaments antitumoraux.

Les mécanismes d'action typiques non sélectifs des médicaments comprennent. 1. Interaction physique et chimique directe des substances médicinales. Par exemple, le bicarbonate de sodium neutralise l'acide chlorhydrique présent dans l'estomac avec une acidité accrue, tandis que le charbon actif adsorbe les toxines. 2. Relation des médicaments avec les composants de faible poids moléculaire de l'organisme (ions, oligo-éléments). Par exemple, Trilon B lie les ions calcium dans le corps.

Types d'action des médicaments.

1. L'effet résorbant (résorption - absorption) est l'effet des médicaments qui se développe après leur absorption dans le sang. Cette action est aussi appelée « action générale ». Par exemple, la nitroglycérine sous la langue. Formes injectables de médicaments.

2. L'action locale est l'effet du médicament sur le site de son application (peau, muqueuses). Par exemple, des pommades, des pâtes, des poudres, des rinçages utilisant des médicaments ayant un effet anti-inflammatoire, astringent et cautérisant.

L'action réflexe se produit lorsqu'un médicament agit sur les terminaisons nerveuses, ce qui entraîne l'apparition d'un certain nombre de réflexes de la part des organes et des systèmes. Des actions réflexes et locales et de résorption peuvent se développer simultanément. Exemples d'actions réflexes. Validol (sous la langue) dilate par réflexe les vaisseaux sanguins du cœur, ce qui fait disparaître la douleur cardiaque. Les emplâtres à la moutarde ont des effets à la fois locaux (rougeur de la peau) et réflexes. L'effet des emplâtres à la moutarde sur la peau s'accompagne d'un effet local (rougeur de la peau) et d'un effet réflexe associé à une irritation des terminaisons nerveuses sensibles avec l'huile essentielle de moutarde. Dans ce cas, 2 réflexes se développent.

La première est que le réflexe axonal se ferme au niveau de la moelle épinière. Dans le même temps, les vaisseaux de l'organe, topographiquement liés aux zones réflexogènes de Zakharyin-Ged, sur lesquelles le plâtre à la moutarde a été placé, se dilatent. Cette expansion des vaisseaux sanguins de l'organe malade est appelée effet trophique des emplâtres à la moutarde.

Le deuxième réflexe se ferme au niveau du cortex cérébral. Le patient ressent une douleur et une sensation de brûlure au site d'application des emplâtres à la moutarde, et des sensations se forment dans le cortex cérébral. Ainsi, 2 foyers d'excitation apparaissent dans le cortex cérébral : l'un est associé au plâtre moutarde, le second est associé à l'organe malade. Si le foyer d'excitation des récepteurs cutanés domine, alors un effet « distrayant » est réalisé, c'est-à-dire que la douleur est soulagée des organes internes (angine de poitrine, toux due à une bronchite).

4. L'action centrale est l'effet des médicaments sur le système nerveux central. Par exemple, des somnifères, des sédatifs, des anesthésiques.

5. L'action sélective est l'effet prédominant des médicaments sur certains organes et systèmes ou sur certains récepteurs. Par exemple, les glycosides cardiaques.

6. Action non sélective (protoplasmique) des médicaments, lorsque le médicament agit de manière unidirectionnelle sur la plupart des organes et tissus du corps. Par exemple, l'effet antiseptique des sels de métaux lourds est dû au blocage des groupes SH des enzymes thiols dans n'importe quel tissu corporel. Cela explique à la fois les effets thérapeutiques et toxiques des médicaments. La quinine, par exemple, a un effet stabilisant sur les membranes du cœur, des muscles lisses, du système nerveux central et du système nerveux périphérique. Par conséquent, la quinine est un médicament diversifié et entraîne divers effets secondaires.

7. Action directe - l'effet direct d'un médicament sur un organe ou un processus spécifique. Par exemple, les glycosides cardiaques agissent directement sur le cœur (augmentent la force des contractions cardiaques).

8. Effet indirect des médicaments. Par effet indirect, nous entendons des modifications secondaires dans les fonctions d'un organe résultant de l'influence directe du médicament sur un autre organe ou système. Par exemple, les glycosides cardiaques, en raison de leur effet direct sur le cœur, augmentent la force des contractions cardiaques, ce qui entraîne une amélioration de l'hémodynamique globale, y compris des reins. En conséquence, la diurèse augmente indirectement. Ainsi, l'effet diurétique des glycosides cardiaques est un effet indirect.

9. L'effet principal du médicament est l'action qui sous-tend son utilisation thérapeutique ou prophylactique : diphénine - effet anticonvulsivant, novocaïne - analgésique (effet local), furosémide - diurétique.

10. Un effet secondaire est la capacité d'un médicament à provoquer, en plus de l'effet principal, d'autres types d'effets sur les organes et les systèmes qui sont indésirables, voire nocifs. Par exemple, en cas de spasmes intestinaux, l'atropine aide bien - elle « soulage » les spasmes, mais provoque en même temps une bouche sèche (c'est un effet secondaire).

Dentistes ! Avec l'utilisation à long terme de l'anticonvulsivant difénine (pour l'épilepsie), une gingivite hyperplasique (inflammation de la muqueuse des gencives) peut survenir. Cependant, cet effet secondaire de la diphénine est parfois utilisé par les dentistes pour accélérer la régénération de la muqueuse buccale.

11. Les effets toxiques sont des modifications soudaines des fonctions des organes et des systèmes qui dépassent les limites physiologiques lors de la prescription de doses excessivement élevées de médicaments ou en raison de la sensibilité accrue du patient à ce médicament. L'effet toxique des médicaments peut se manifester de différentes manières : réaction allergique, dépression de l'activité cardiovasculaire, dépression respiratoire, inhibition de l'hématopoïèse, etc.

Il est également possible de faire la distinction entre l’effet réversible des médicaments et l’effet irréversible des médicaments. Un exemple d'effet réversible est la prosérine, qui inhibe de manière réversible la cholinestérase (la connexion avec cette enzyme est fragile et de courte durée). Un exemple d'effet irréversible est l'effet des agents cautérisants (coagulation des protéines).Réactions provoquées par l'utilisation et l'arrêt à long terme de médicaments : cumul, sensibilisation, dépendance, tachyphylaxie, syndrome de « recul », syndrome de « sevrage », toxicomanie. .

1. Le cumul est l’accumulation d’une substance médicamenteuse ou de ses effets dans l’organisme. Il existe deux types de cumul. Premièrement, ceci matériel(physique), lorsque la substance médicinale elle-même s'accumule dans le corps. Raisons : inactivation lente du médicament, liaison persistante aux protéines sanguines, pathologie du foie, des reins, réabsorption répétée, etc. Pour éviter l'accumulation de matière il faut : réduire la dose de la substance, augmenter les intervalles entre les doses ! Deuxièmement, ceci cumul fonctionnel lorsque l'effet du médicament s'accumule. Un tel cumul peut être observé lors de la consommation d’alcool. L'alcool éthylique lui-même s'oxyde rapidement dans le corps et ne s'accumule pas. Mais avec une utilisation fréquente, son effet s'intensifie (s'accumule) et se manifeste sous forme de psychose (« delirium tremens »).

2. La sensibilisation est une augmentation de l'effet des médicaments lors d'une administration répétée, même à petites doses. Il s’agit d’une réaction de nature immunitaire qui peut survenir à n’importe quel médicament (choc anaphylactique).

3. La dépendance (tolérance) est une diminution de l'effet lors de l'administration répétée du médicament à la même dose. Par exemple, lorsque vous prenez constamment des somnifères ou des gouttes contre l'écoulement nasal, ils cessent de fonctionner, c'est-à-dire qu'une dépendance apparaît. Avec une consommation constante de morphine, une dépendance se produit également, ce qui oblige les « morphinomanes » à augmenter la dose de morphine à 10 à 14 grammes par jour.

Raisons de la dépendance. Sensibilité réduite des récepteurs à certains médicaments. Par exemple, la sensibilité à certains médicaments antitumoraux diminue, ce qui oblige à changer de médicament. Excitabilité réduite des terminaisons nerveuses sensorielles (laxatifs). Inactivation accélérée du médicament en raison de l'induction d'enzymes hépatiques microsomales (phénobarbital). Inclusion de mécanismes de compensation qui réduisent le déplacement causé par le médicament. Par exemple, si nous donnons un médicament qui abaisse la tension artérielle, une rétention d’eau se produit dans le corps et la pression artérielle augmente de manière compensatoire. L'autoinhibition, c'est-à-dire qu'en raison d'un excès de médicament, plusieurs molécules du médicament se lient au récepteur. Le récepteur devient « surchargé ». En conséquence, l’effet du médicament est réduit.

L’effet « dépendance » peut être éliminé en prenant des pauses dans le traitement, en alternant les médicaments ou en les combinant avec d’autres médicaments.

4. La tachyphylaxie est une forme aiguë de dépendance qui se développe après une administration répétée du médicament sur une période de plusieurs minutes à un jour. Par exemple, nous introduisons l'éphédrine et observons une augmentation significative de la pression artérielle, et lorsqu'elle est réadministrée après quelques minutes, l'effet est faible, et après quelques minutes l'effet est encore plus faible. La tachyphylaxie se produit avec l'éphédrine, l'adrénaline et la noradrénaline. La tachyphylaxie s'explique par le fait qu'en cas d'administration répétée, le médicament ne peut pas entrer complètement en contact avec le récepteur, car celui-ci est toujours occupé par la première partie du médicament.

5. Le syndrome de recul (phénomène) survient après l'arrêt soudain de l'administration du médicament. Dans ce cas, une surcompensation du processus se produit avec une forte exacerbation de la maladie par rapport à la période de pré-traitement. Désinhibition des processus de régulation. Par exemple, après l'arrêt soudain de la clonidine chez un patient souffrant d'hypertension, une crise hypertensive (forte augmentation de la pression artérielle) peut survenir. Il y a eu une explosion de réactions réglementaires. Pour éviter le phénomène de « recul », il est nécessaire de réduire progressivement la dose du médicament (ne pas arrêter brusquement).

6. Le syndrome (phénomène) de « sevrage » survient après l’arrêt soudain de l’administration du médicament. Contrairement au syndrome de « recul », il y a dans ce cas une suppression de la fonction physiologique. Par exemple, lorsqu'on prescrit à un patient des médicaments hormonaux, des glucocorticoïdes, la production de ses propres hormones est supprimée (sur la base du principe de rétroaction). Les glandes surrénales semblent s'atrophier. Et l'arrêt brutal du médicament s'accompagne d'un déficit hormonal aigu.

7. La « dépendance » aux drogues se développe avec l’usage répété de médicaments psychotropes. La dépendance aux drogues peut être mentale et physique. Selon les experts de l’OMS, la dépendance mentale est un état dans lequel une drogue provoque un sentiment de satisfaction et une élévation mentale. Cette condition nécessite une administration périodique et continue du médicament pour ressentir du plaisir et éviter l’inconfort. En d’autres termes, la dépendance mentale est une « addiction » ou une attirance douloureuse. La dépendance mentale est causée par la capacité des médicaments à augmenter la libération de dopamine dans le striatum, l'hypothalamus, le système limbique et le cortex cérébral. À mesure que la dépendance se développe, la drogue modifie le métabolisme des cellules cérébrales et devient un régulateur essentiel du fonctionnement de nombreux neurones. La privation soudaine d'un tonique provoque un syndrome de « sevrage » (syndrome de 2-retrait, « privation »). Ce syndrome se manifeste par un certain nombre de troubles physiques et une « dépendance physique » apparaît. Les troubles physiques peuvent être très graves : troubles cardiovasculaires, agitation, insomnie, convulsions ou dépression, dépression, tentatives de suicide. Pour interrompre les symptômes de sevrage, une personne doit s’injecter la drogue et est prête à faire « n’importe quoi » pour l’obtenir. Substances provoquant une toxicomanie : alcool et substances similaires, barbituriques, préparations d'opium, cocaïne, phénamine, substances telles que le cannabis (haschisch, marijuana), hallucinogènes (ZSD, mescaline), solvants éthérés (toluène, acétone, CCL 4).

Facteurs influençant la pharmacocinétique et la pharmacodynamique des médicaments. Structure chimique et propriétés physicochimiques des substances médicinales. La signification de la stéréoisomérie, de la lipophilie, de la polarité, du degré de dissociation.

Il a été proposé un médicament qui augmente l'activité des oxydases microsomales dans le foie humain. Il peut être utilisé dans le traitement et la prévention de diverses intoxications par des substances dont la biotransformation dépend de l'activité des enzymes du système d'oxydation. La xymédone (N-α-oxyéthyl)-4,6-diméthyl-1,2-dihydro-2-oxopyrimidine), précédemment connue comme un médicament ayant un large spectre d'action biologique et une faible toxicité, a été proposée comme tel médicament. Xymedon augmente l'activité des oxydases microsomales dans le foie humain et son effet inducteur est comparable à l'induction par le phénobarbital. 2 tableaux

L'invention concerne la médecine, en particulier les médicaments qui augmentent l'activité des oxydases microsomales dans le foie humain, et peut être utilisée dans le traitement et la prévention de diverses maladies et intoxications par des substances dont la biotransformation dépend de l'activité des enzymes de le système d’oxydation.

Comme on le sait, le taux d'élimination de l'organisme des substances médicamenteuses en cours de biotransformation dépend de l'activité des systèmes enzymatiques responsables de ce type de métabolisme. L'un des principaux systèmes enzymatiques localisés dans le foie est le système des oxydases microsomales. L'antipyrine est souvent utilisée comme médicament d'essai pour déterminer le taux d'oxydation.

Actuellement, un grand nombre d'inducteurs du processus d'oxydation sont connus [Khalilov E.M. Idées modernes sur le métabolisme des médicaments dans l'organisme, Cours abrégé de pharmacologie moléculaire, éd. Sergeeva P.V., Institut médical de Moscou. N.I. Pirogova, Moscou, 1975, 340 pages ; Bolshev V.N., Inducteurs et inhibiteurs des enzymes du métabolisme des médicaments, Pharmacologie et toxicologie, 1980, n° 3], augmentant l'activité de biotransformation des médicaments en induisant la synthèse d'oxydases microsomales.

Parmi elles se trouvent des substances qui augmentent l'activité de biotransformation des médicaments en induisant la synthèse d'oxydases microsomales :

a) groupe phénobarbital, rifampicine, diphenhydramine, diazépam, diphénine, nitroglycérine (autoinducteur) ;

b) hydrocarbures polycycliques (cancérigènes) ;

c) hormones stéroïdes ;

et des substances qui réduisent l'activité de biotransformation des médicaments dans le réticulum endoplasmique du foie :

a) les inhibiteurs de la monoamine oxydase ;

b) étazol, chlorure de cobalt, bloqueurs de l'histamine H2, chloramphénicol, bloqueurs adrénergiques, érythromycine, amidarone, lidocaïne.

On sait que les inducteurs utilisés (par exemple le phénobarbital) peuvent avoir un effet négatif sur le corps humain, provoquant somnolence, dépendance, etc. [Mashkovsky M.D. Médicaments. T.2. - M. : Nouvelle Vague, 2000. - 648 p.]

L'objectif de l'invention revendiquée est un nouveau médicament destiné à augmenter l'activité des oxydases microsomales dans le foie humain, élargissant ainsi l'arsenal de médicaments inducteurs connus.

Le résultat technique consiste à augmenter l'activité des oxydases microsomales dans le foie humain lors de la prise du médicament Xymedon.

La xymédone est la N-(-oxyéthyl)-4,6-diméthyl-1,2-dihydro-2-oxopyrimidine de formule :

et est l'un des analogues non glycosides les plus simples des nucléosides de pyrimidine. Le médicament a un large spectre d'action biologique, la toxicité du xymédon est extrêmement faible DL 50 - de 6 500 à 20 000 mg/kg pour divers animaux avec différentes méthodes d'administration [Izmailov S.G. et autres Xymedon dans la pratique clinique. Nijni Novgorod : Maison d'édition NGMA 2001]. Par arrêté du ministère de la Santé n° 287 du 7 décembre 1993, le xymédon a été approuvé pour un usage médical et a été inscrit au registre des médicaments.

Le résultat technique de la solution proposée est obtenu en utilisant le médicament xymédon à une dose quotidienne de 1,5 gramme pendant 7 jours pour induire des processus d'oxydation, ce qui le rend prometteur en tant que médicament capable d'augmenter l'activité des oxydases microsomales chez l'homme. foie. Aucun effet secondaire n’a été identifié lors de l’utilisation de Xymedon.

Le taux d'oxydation a été évalué par une méthode précédemment développée par les auteurs - en utilisant un test d'antipyrine modifié, au cours duquel la concentration d'antipyrine dans la salive a été déterminée. Un médicament de test d'oxydation - l'antipyrine - a été prescrit aux patients une fois par voie orale à une dose de 0,6 g [Evgeniev M.I., Garmonov S.Yu., Shitova N.S., Pogoreltsev V.I. Analyse biopharmaceutique de l'activité enzymatique des systèmes métaboliques de l'organisme // Bulletin de l'Université technologique d'État de Kazan. - 2004. - N° 1-2. - P.74-81 ; Garmonov S.Yu., Kiseleva T.A., Salikhov I.G., Evgeniev M.I., Shitova N.S., Polekhina V.I., Pogoreltsev V.I. Évaluation des phénotypes d'acétylation et d'oxydation chez les patients atteints de diabète sucré de type 2 // Nizhny Novgorod Medical Journal. - 2005. - N° 3. - P.29-35.]

L'induction d'oxydases microsomales dans le foie humain par le xymédon a été exprimée en pourcentage par rapport à la quantité cumulée d'antipyrine excrétée dans la salive dans les 12 heures suivant l'administration du médicament testé avant et après une cure de prise de l'inducteur xymédon à une dose quotidienne de 1,5 g pendant 7 jours.

Les études ont été menées auprès d'un groupe de 8 volontaires sains.

Méthode de détermination de l'activité des oxydases microsomales dans le foie humain.

L'antipyrine est administrée à un volontaire une fois par voie orale à la dose de 0,6 g le matin à jeun. La salive est collectée toutes les 3 heures pendant 12 heures après la prise du médicament testé. Dans des échantillons de salive horaires, la teneur en antipyrine est déterminée par la méthode spectrophotométrique. Sur la base des données obtenues, des courbes cinétiques sont construites, la quantité cumulée d'antipyrine excrétée dans la salive sur 12 heures est calculée et la quantité d'antipyrine contenue dans la salive est déterminée à l'aide d'un graphique d'étalonnage.

Xymedon est pris à la dose quotidienne de 1,5 g (3 fois par jour, 0,5 g) pendant 7 jours avant de redéterminer la quantité d'antipyrine dans la salive. Après 7 jours, la quantité d'antipyrine excrétée est à nouveau déterminée selon la méthode décrite ci-dessus (test à l'antipyrine).

C total 1 - quantité cumulée d'antipyrine (mcg) excrétée dans la salive dans les 12 heures précédant la prise de l'inducteur ;

C total 2 - la quantité cumulée d'antipyrine (mcg) excrétée dans la salive dans les 12 heures suivant la prise de l'inducteur.

L'action de la méthode est illustrée par les exemples suivants de mise en œuvre spécifique.

Le patient de Kayumova est un volontaire en bonne santé.

L'antipyrine est administrée au patient une fois par voie orale à la dose de 0,6 g. La salive est collectée toutes les trois heures pendant 12 heures après la prise du médicament testé. Pour sédimenter les particules solides, la salive est centrifugée pendant 10 minutes. Ajouter 2 ml de liquide surnageant, 2 ml d'eau distillée, 2 ml de réactif zinc, 2 ml d'hydroxyde de potassium 0,75 N (goutte à goutte) dans les tubes à essai. Agiter la solution pendant 30 secondes. Ensuite, une centrifugation est effectuée pendant 15 minutes. 3 ml de surnageant pur de chaque échantillon sont transférés dans des tubes à essai et placés dans un thermostat pendant 5 minutes à une température de 25°C. Puis, sans retirer l'échantillon du thermostat, ajouter 0,05 ml d'acide sulfurique 4 N et 0,1 ml de solution de nitrite de sodium à 0,2 %. L'incubation est poursuivie pendant 20 minutes. Ensuite, la densité optique est mesurée à l'aide d'un spectrophotomètre à une longueur d'onde de 350 nm. La quantité d'antipyrine excrétée est déterminée à l'aide d'un tableau d'étalonnage. La solution de référence est une solution préparée avec de la salive prélevée sur le patient avant la prise du médicament à tester, selon l'échantillon décrit ci-dessus.

Le lendemain, le patient se voit prescrire le médicament Xymedon à la dose de 0,5 g 3 fois par jour. Le cours dure 7 jours. Après 7 jours, la quantité d'antipyrine excrétée est à nouveau déterminée selon la méthode décrite ci-dessus.

L'induction (%) est calculée à l'aide de la formule 1 :

C total 1 - la quantité cumulée d'antipyrine (mcg) excrétée dans la salive dans les 12 heures précédant la prise de xymédon ;

C total 2 - la quantité cumulée d'antipyrine (mcg) excrétée dans la salive dans les 12 heures suivant la prise de xymédon.

Les résultats sont présentés dans le tableau 1.

Les déterminations de l'activité des oxydases microsomales dans le foie des patients 2 à 8 ont été effectuées de la même manière que dans l'exemple 1. Les résultats sont présentés dans le tableau 1.

Le patient Ibragimov est un volontaire sain.

Le patient de Smerdov est un volontaire en bonne santé.

Le patient de Motygullina est un volontaire en bonne santé.

La patiente Yarullina est une volontaire en bonne santé.

Patient Yakovlev - volontaire sain

Le patient Sultanbekov est un volontaire en bonne santé.

Le patient de Kalaybashev est un volontaire en bonne santé.

Pour comparer l'augmentation de l'activité des enzymes oxydatives lors de la prise de xymédon, l'effet d'un inducteur connu du processus d'oxydation du phénobarbital sur la pharmacocinétique de l'antipyrine a été testé. Le phénobarbital a été administré par voie orale à la dose de 0,03 g 3 fois par jour pendant trois jours, ce qui correspond à la dose pharmacologique standard utilisée en médecine pour un effet antispasmodique et sédatif [Mashkovsky M.D. Médicaments. T.2. - M. : Nouvelle Vague, 2000. - 648 p.]. L'induction du phénobarbital a été déterminée par le rapport de la quantité cumulée d'antipyrine contenue dans la salive avant et après la prise de phénobarbital à une dose quotidienne de 0,09 g. Les études ont été réalisées sur un groupe de 5 volontaires sains (Zakirova, Valitova, Shitova, Ermolaeva, Galiutdinov - exemples 9-13). L'induction (%) est calculée à l'aide de la formule 1 :

C total 1 - quantité cumulée d'antipyrine (mcg) excrétée dans la salive dans les 12 heures précédant la prise de phénobarbital ;

C total 2 - la quantité cumulée d'antipyrine (mcg) excrétée dans la salive dans les 12 heures suivant la prise de phénobarbital.

Les résultats sont présentés dans le tableau 2.

Le patient de Zakirov est un volontaire sain.

Exemple 10.

Le patient de Valitov est un volontaire sain.

Exemple 11.

Le patient de Shitov est un volontaire en bonne santé.

Exemple 12.

Le patient d'Ermolaev est un volontaire en bonne santé.

Exemple 13.

Le patient Galiutdinov est un volontaire sain.

Les résultats obtenus montrent que l'utilisation du xymédon permet d'augmenter l'activité des oxydases microsomales dans le foie humain, et que l'effet inducteur provoqué par le xymédon est comparable à l'induction par le phénobarbital.

L'utilisation du xymédon comme inducteur des oxydases microsomales hépatiques est efficace dans la prévention et le traitement des intoxications aiguës et chroniques par des médicaments dont la biotransformation dépend de l'activité des enzymes du système d'oxydation.

La régulation de l'activité des enzymes oxydatives à l'aide de l'inducteur xymédon est sans danger du point de vue du surdosage de l'inducteur lui-même en raison de sa faible toxicité.

Tableau 1
Induction d'oxydases microsomales dans le foie humain sous l'influence du xymédon
Exemple n°	Échantillon no.	A (densité optique)		Ctot.1 (quantité cumulée d'antipyrine totale excrétée), mcg	A (densité optique)	C (quantité d'antipyrine excrétée), mcg	Ctot.2 (quantité cumulée d'antipyrine totale excrétée), mcg	Induction, %
1	1	0,185	9,893	29,678	0,100	5,347	16,842	43,25
	2	0,190	10,160		0,060	3,208
	3	0,120	6,417		0,105	5,614
	4	0,060	3,208		0,050	2,673
2	1	0,015	0,802	7,486	0,040	2,139	6,401	14,49
	2	0,045	2,406		0,060	3,208
	3	0,040	2,139		0,010	0,534
	4	0,040	2,139		0,010	0,534
3	1	0,140	7,486	21,121	0,035	1,871	9,356	55,70
	2	0,070	3,743		0,075	4,010
	3	0,105	5,614		0,025	1,336
	4	0,080	4,278		0,040	2,139
4	1	0,250	13,360	35,273	0,145	7,754	31,817	9,79
	2	0,210	11,220		0,130	6,951
	3	0,130	6,950		0,160	8,556
	4	0,070	3,743		0,160	8,556
5	1	0,025	1,336	12,565	0,030	1,604	8,554	68,07
	2	0,100	5,347		0,035	1,871
	3	0,080	4,278		0,075	4,010
	4	0,030	1,604		0,020	1,069
6	1	0,075	4,010	12,298	0,040	2,139	4,544	63,05
	2	0,12	6,417		0,010	0,534
	3	0,020	1,069		0,030	1,604
	4	0,015	0,802		0,005	0,267
7	1	0,080	4,278	15,240	0,060	3,208	10,158	33,19
	2	0,120	6,417		0,025	1,336
	3	0,040	2,139		0,060	3,208
	4	0,045	2,406		0,045	2,406
8	1	0,045	2,406	11,495	0,015	0,802	2,405	79,07
	2	0,045	2,406		0,02	1,069
	3	0,100	5,347		0,005	0,267
	4	0,025	1,336		0,005	0,267

Tableau 2 Induction d'oxydases microsomales hépatiques humaines par le phénobarbital
Exemples	Ctot1 (quantité cumulée d'antipyrine excrétée avant de prendre l'inducteur), mcg	Ctot2 (quantité cumulée d'antipyrine excrétée après la prise de l'inducteur), mcg	Induction, %
9	13,635	3,474	74,52
10	10,159	7,217	28,95
11	13,635	4,544	66,67
12	17,646	7,217	59,10
13	20,854	13,635	34,62

RÉCLAMER

Utilisation du xymédon pour augmenter l'activité des oxydases microsomales dans le foie humain.